生物质快速热解制备生物油

大规模生物质快速热解制取生物油将成为解决液体燃料短缺的一个重要途径。总结了热解所需的原料预处理要求,介绍了各种热解反应器目前的应用状况,重点介绍了利用热解副产物(焦炭和燃气)实现自热式热解液化的工艺技术及其关键问题,并结合3种比较成熟的热解反应器介绍了最佳的自热式热解工艺,随后阐述了热解产物中的固体颗粒分离以及生物油冷凝的工艺,阐述了生物油生产、存储和运输过程中的环境、安全和健康问题。     

生物质热解液化产物——生物油的国内外研究进展

生物质快速热解液化技术是最有前景的生物质利用技术之一．对国际上几种典型的生物质热解液化装置类型进行了总结,详细介绍了国内主要研究机构的研究现状．概述了生物油的物理化学性质,介绍了不同热解工艺和原料对生物油组成的影响,列举了3种生物油改性技术,对存在的问题和应用前景进行了初步阐述．     

生物质快速热解液化技术的研究进展

生物质快速热解液化技术的研究已经取得了较大进展,但是在工艺技术上仍然存在生物质转化不完全、生物质利用率不高,有些生物质原料热解获得的生物油组成复杂、热值较低、不能直接利用等问题;同时生物质快速热解液化技术理论研究滞后,制约了该技术水平的提高和发展.我国生物质快速热解液化技术的研究起步较晚,建议加大资助力度以缩小与欧美等发达国家的差距.     

玉米秸秆水热法催化液化研究

利用玉米秸秆为原料研究其在高压反应釜中的水热法液化过程.结果表明,反应温度为390℃,反应停留时间为15 min左右,升温速率为10℃min-1时,,生物油的得率最高.生物油的热值较高,成分也比较复杂.生物质的水热法液化能获得高能量密度产物,是一种具有良好发展前景的生物质转化技术.     

影响煤炭热解产物分布的因素

本文对影响煤炭热解产物分布的因素进行了归纳总结,重点分析了煤质性质、热解条件、预处理、催化剂和共热解等因素对煤炭热解产物分布的影响.通过控制这些因素,可以提高煤炭转化效率,并调控热解反应产物分布.开发高效加氢催化剂、添加生物质等富氢物质进行共热解是提高煤热解焦油收率及调控产物分布的重要措施.     

澳大利亚小桉树快速热解研究

阐述了西澳小桉树快速热解制油的工作原理,以及温度(350～580℃)、原料粒度(0.18～5.6mm)、原料预处理(碱金属和碱土金属的脱除)对桉树木质部分快速热解产物的产率和生物油性质的影响。在热解反应前,生物质原料经过粉碎和研磨,最终被筛分到几个特定的粒度范围内,部分生物质原料经过水洗和酸洗以脱除其中碱金属和碱土金属(AAEM)。结果表明,热解温度和原料颗粒大小对热解产物的产率影响较大,原料颗粒大小对生物油的水含量起决定作用。实验还发现,在生物油产率最高的温度范围内(450～475℃)制得的油中,由木质素衍生来的聚合物的含量最高,同时生物油具有最高的黏度;经过彻底脱除AAEM的生物质原料热解制得的油也具有较高的黏度。因此,考虑到生物油的最终用途以及其对油的品质要求,生物质热解不仅要考虑产率,更要关注生物质油的性质和化学组成。     

影响煤炭热解产物分布的因素研究进展*

本文对影响煤炭热解产物分布的因素进行了归纳总结,重点分析了煤质性质、热解条件、预处理、催化剂和共热解等因素对煤炭热解产物分布的影响。通过控制这些因素,可以提高煤炭转化效率,并调控热解反应产物分布。开发高效加氢催化剂、添加生物质等富氢物质进行共热解是提高煤热解焦油收率及调控产物分布的重要措施。     

生物质热解液化装置研制与试验研究

介绍了一种电热式快速流化床生物质热解液化装置的研制，该装置的技术关键是采用两级螺旋进料和大流量喷雾直接冷凝收集生物油。试验结果表明，该装置完全可以用于各种固体生物质的热解液化，而且无论何种生物质都存在最佳热解温度。木屑、稻壳、玉米秆和棉花秆4种原料在最佳热解条件下的生物油质量产率分别为63%，53%，57%和56%，热值均为17～18MJ/kg。通过试验研究还发现，生物油是一种复杂的含氧有机化合物和水组成的混合物，包含了几乎所有化学类别的有机物；减少原料携带的外在水可有效降低生物油中的水分；储藏时间达半年的生物油仍然可以直接燃烧。     

生物质组分在催化快速热解中的相互影响

对纤维素、半纤维素、木质素及3者不同配比的自配生物质样品进行了热重分析与热解-气象色谱-质谱试验。分析了这3种生物质组分与ZSM-5分子筛进行催化热解反应时的相互影响。结果表明尽管纤维素、半纤维素、木质素初级热解产物不同,但在与ZSM-5分子筛催化热解时最终产物基本一致,主要是芳烃类化合物。然而,木质素组分在催化剂表面形成大量积炭并导致催化剂失活。因此木质素组分会影响纤维素与半纤维素组分在催化热解中的转化,导致生物质的整体转化效率下降,并且抑制作用随木质素含量的提高和反应时间的延长而增强。研究结果表明需要对木质素含量较高的生物质进行预处理,选择性去除木质素,提高生物质整体转化效率,降低催化剂失活。     

利用热等离子体进行生物质液化技术的研究

利用等离子体射流实现生物质快速热解。在０．５～１．５秒的时间内使粉状生物质的温度由常温上升到７５０～９５０Ｋ,再对蒸汽状态的热解产物进行快速冷却,从而实现生物质的液化．本文介绍了等离子体加热生物质热解实验台的结构和性能。用有代表意义的生物质粉一一玉米秸粉,在高温等离子体加热生物质热解实验台上进行了初步实验,研究了加热速率、停留时间、热解最终温度对生物质液化的影响、对生物质液化产物—一生物油利用色质联用法（ＧＣ—ＭＳ）进行了分析。     

旋转锥式生物质热解系统及热载体动力学研究

生物质是一种再生的能源资源,通过热解液化技术可将生物质（木屑、秸杆、稻壳及甘蔗渣等）有机废弃物液化为生物质油。本文介绍了自行设计的以旋转锥反应器为核心的闪速热解系统及反应器的工作原理,并对热载体在反应器内的动力学进行了分析,系统可确定热载体在旋转锥不同锥角、不同旋转角频率ω下,足以影响生物质油产率的重要参数一一固体滞留期ｔ,为反应器的设计提供了极为方便的计算方法。     

4种农林生物质的热解特性及动力学研究

为优化生物质热解工艺,研究了4种农林生物质的热解特性及其动力学参数的分布规律。利用热重分析仪对4种生物质的热解失重行为进行了试验研究,采用热解特性指数P对生物质的热解特性进行了综合评价,使用CoatsRedfern方法对生物质的热解过程进行了动力学分析。研究结果表明：生物质的热解反应可分为干燥预热、快速失重和缓慢失重3个阶段;各生物质在主热解区低温段所需热解活化能要高于高温段;活化能和频率因子均随升温速率增大而增大;采用n-2级动力学模型能较好地表述整个主热解区的反应过程;采用15K／min的升温速率和500℃的热解终温可提高热解反应速率,降低能耗。     

移动式生物质快速热解反应器的设计及流态化模拟

 快速热裂解是最有发展潜力的生物质能源转化技术之一。移动式快速热裂解设备以移动工厂化的作业方式将分散的生物质就地转化为高品质生物油,大大减少了原料的运输成本。本文对移动液化装置的关键设备--反应器进行了结构设计,将燃烧室与反应器合为一体,二者之间的环形区域形成反应器的工作区;并采用Fluent 6.2软件分别对传统和所设计的反应器进行了流态化模拟。结果表明,冷态条件下,两种反应器的流态化效果非常接近,新型反应器完全能够满足工作要求。而与传统反应器相比,新型反应器具有热效率高、结构紧凑、操作简便等特点,适用于移动作业。     

生物质热解研究进展(综述)

从生物质能的转换方式出发,主要介绍了热解反应器、快速热解、催化热解、影响因素、热解产物等研究现状,分析了生物质主要成分的热解机理,指出了这些技术中需要解决的问题以及目前的主要研究方向。     

生物质热解过程中氮元素迁移规律研究进展

 生物质在热解过程中会产生含氮化合物,进而转化为NO_x,严重危害环境安全。因此,解析生物质热解过程中氮的释放特性,寻求有效调控手段,以减少NOx排放量、消除环境污染是生物质能源清洁利用研究的重要内容。本文首先总结分析不同生物质中氮的含量及在生物质不同部位的分布情况,并对生物质中氮赋存形态的研究方法、结论及存在的问题进行讨论;继而,重点综述生物质热解过程中氮的释放特性和影响因素,梳理生物质热解过程中氮的释放路径,讨论温度、升温速率、原料中氮的赋存形态及含量等因素对氮元素迁移的影响规律;最后,对热解过程中氮在产物中的分配机制进行总结分析,并对生物质热解清洁转化研究进行展望。     

松木生物质向轻质芳烃转化的催化分解

以废木材生物质的有效利用为目的，使用粉粒流化床热分解反应器对松木生物质进行了催化热解实验。为了获得高附加值轻质芳烃(苯、甲苯、二甲苯和萘)，调查了松木生物质的热解特性以及CoMo—B催化剂分别在氦气和氢气气体中对其热解产物的影响，并将结果与惰性介质硅砂条件下的结果进行了比较。在常压、低温下，要获得较高的中间产物轻质芳烃，热解过程中氢气和加氢催化剂的使用是不可缺少的，     

生物质热解模拟计算方法与应用

生物质热解转化过程的模拟计算可以比试验更方便、更快速地掌握生物质热转化特性,对发展生物质热转化技术和实现生物质能源的高效利用具有十分重要的意义。本文阐述了生物质热解的热力学和动力学模拟方法及原理,并介绍了相应的软件,通过对生物质热解过程的模拟计算现状的探讨,认为目前的模拟计算方法能够从一定程度上模拟生物质的热解特性,而要达到真实的模拟,还需要进一步认识生物质热解机理,发展和完善相关计算方法及软件。     

在管式炉中生物质热解的机理

介绍了在管式热解炉中生物质的热解过程．以稻壳为原料，探索生物质在管式热解炉中的反应特性．三种产物(气体、焦油和木炭)单独收集并进行了分析．研究分析了反应温度对热解产物的影响，发现产气中氢气的百分含量随着热解温度的提高明显增加，二氧化碳的百分含量则随着温度的提高而减少．     

热裂解生物质炭产业化:秸秆禁烧与绿色农业新途径

 秸秆处理是当前中国农业与环境面临的重大挑战.分析了秸秆处理与禁烧存在的机制性困难,认为秸秆处理需要从市场经济规律寻求产业化解决途径,关键是能源利用下养分资源重回农业循环;介绍了生物质限氧热裂解新技术特点及其在秸秆处理中的优势,讨论了其产业主要产品--生物质炭的土壤和农业功效,分析了秸秆气炭联产多产品产业链的产业化前景,提出秸秆热裂解生物质炭产业化提供了既处理秸秆废弃物又促进农业增产优质安全的新技术选择,形成了以生物质炭土壤施用和生物质炭基肥料生产应用为中心的绿色农业新途径.建议国家进一步构建和完善秸秆禁烧大环境下秸秆处理补贴政策,加大秸秆收储配套服务,强化树立已经初现的秸秆生物质热裂解产业优势,通过绿色农业市场化发展带动解决秸秆问题,服务中国可持续农业.     

木质生物质常压液化及催化裂解研究

以正辛醇为溶剂，在常压下对木粉生物质进行催化液化，液化产物经γ-氧化铝负载的Ru-Co-Mo催化剂进行常压催化裂解，得到生物燃料油。对液化产物及其后的催化裂解产物分析结果表明：常压下的木粉液化率可达90.31%；经过催化裂解后的液化油产率可达69.73%；正辛醇回收率达90%；所得到的液化产物具有很好的可燃性。