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。     

热解生物油中酚类化合物的萃取

以松木快速热解生物油为原料,对蒸馏得到的富含酚类馏分进行了萃取-反萃取提取酚类化合物的研究,考察了不同有机溶剂如二氯甲烷、乙酸乙酯、乙酸丁酯、正己烷、环己烷等对酚类的萃取效果.结果表明:乙酸乙酯能够有效地萃取碱化后生物油中的非酚有机物,使水相中酚类物质含量提高;而在反萃取过程中,乙酸丁酯、正己烷和石油醚对酚类的萃取选择性比其他几种萃取剂要好,其中以乙酸丁酯对酚类的萃取率最高.若采用乙酸乙酯为萃取剂,乙酸丁酯为反萃取剂,则本方法从新鲜生物油中萃取酚类的总萃取率可达59.1%.     

核桃壳真空热解制备生物油

以核桃壳为原料,采用程序升温的方法对其在热解炉反应器中的真空热解规律进行研究,利用红外分析及GC-MS分析对裂解生物油进行分析和表征。研究结果表明：核桃壳真空热解制备生物油的最佳工艺参数为终温600 ℃、升温速率60 ℃/min、真空度10 kPa、保温时间30 min、冷凝温度-40 ℃,生物油最大产率(质量分数)为55.90%;核桃壳热裂解产物油的成分主要为乙酸、甲酸、乙醇醛、丙酮醇等小分子化合物,愈疮木酚、苯酚、紫丁香酚及其衍生物等芳香化合物,以及呋喃类、酮类化合物等;另外,随着热解终温的升高,小分子化合物的含量有明显的增加,愈创木酚、紫丁香酚及其衍生物的含量逐渐减低,苯酚及其衍生物的含量逐渐增大。     

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．     

生物油热解条件对生物沥青性能影响的研究

生物质作为一种可再生资源在全球范围内储量丰富,但长期以来利用率较低。通过简单的热裂解技术制备了生物油,并考察了不同裂解条件下产物成分的变化。此外对制得的生物沥青的物理性能进行测试,结果表明生物质在600℃下快速裂解1 s,生物沥青的针入度可达到7 mm,延度36 cm,浸水稳定度4.1 kN,冻融劈裂强度0.025 MPa,软化点下降到40℃。以上结果表明提高热裂解温度和延长裂解时间有助于改善产物的物理性能。     

纤维素类生物质热解技术研究进展

生物质是地球上存在的最丰富的可再生资源,通过热解技术实现生物质高值转化是一种前途乐观的工艺.热解是在完全无氧或有限供氧条件下,极少发生气化反应的情况下进行的降解反应.热解的主要产物有生物油、焦炭和气体.通过热解技术可以实现把低能量密度的生物质转化为高能量密度的液、固、气产品,同时还能从生物油中提取多种化学品.主要综述了纤维素类生物质热解的一般原理,热解反应器及其工艺参数,热解产物组成及其特性等.     

水溶性稻壳热解油的萃取及分析

在超声辐射下用等体积的水萃取稻壳热解油,离心分离后得到水溶物和水不溶物,分别占总稻壳热解油质量分数的81%和19%;依次用石油醚、CS2、CCl4和苯萃取水溶物,分别得到萃取物F1～F4,其中F4约占水溶物质量分数的24%,从F4中共检测出18种有机化合物,主要成分为苯酚及其衍生物.     

GC-MS分析生物质热解油的研究

将流化床热解反应器上由不同生物质原料在不同反应条件下制得的生物油,用GC-MS法分离和鉴定其化学成分.经谱库检索得到50余种成分,主要为小分子的酸、酚和酮类.通过比较发现生物质原料对生物油的组成具有较大影响,而热解温度对生物油的组成影响不大.     

超临界CO_2萃取分离生物油

考察了超临界CO2萃取前后玉米秸杆快速热裂解生物油的分离提质效果,并对提质后生物油的品质进行了初步评价.醛类、酮类、酚类等弱极性化合物可被scCO2选择性的萃取,而酸类和水则主要残留于萃余相中;提质后生物油中GC-MS可识别的物质种类由17种提高到80种,这表明利用超临界萃取与GC-MS分析相结合,可显著地提高生物油的定性和半定量分析的准确性.提质后生物油由不透明的黑褐色变为浅黄色透明的液体,且具有较高的耐热稳定性,含水率降至原来的五分之一,热值提高了将近1倍,pH值也从2.1提高到了4.1.确定的适宜萃取工艺条件为55℃和30.0 MPa.     

麦秸秆液化生物油的分离与分析

为提高麦秆资源化利用的经济价值,以麦秆在280℃超临界乙醇解液化产物（生物油）为原料,首先利用苯萃取,所得苯可溶物依次进行乙醚萃取、酸碱中和-乙醚萃取将生物油进行分离,萃余物利用硅胶柱层析进行富集分离,以获取高附加值化学品.结果表明,利用乙醚萃取、酸碱中和-乙醚萃取能够有效地分离提取生物油中的羟基酮和酚;而萃余物的成分较为复杂,经进一步的柱层析分离,能够有效富集分离C₈~C₃₀的饱和脂肪烃、萘及烃基萘、烷基环戊烯酮等族组分,此外,经柱层析富集,检测到多种含氮化合物,为进一步明确生物油组成及其提质应用提供参考信息.     

生物质快速热解过程中产物的在线测定

利用U形反应器与FTIR联动方法对7种生物质在600 ℃快速热解1 min时的热解产物进行了在线测定,同时还进行了不同温度(400 ℃和800 ℃)和添加二氧化硅、硅藻土、石灰石等对热解产物影响的研究.结果显示,不同生物质的热解产物有明显差别,但主要产物为CO,CO2,CH4,CH3CH ∶ CH2,CH3COCH3等;温度是影响生物质有机质分解产物组成的重要因素,低温(400 ℃)产物中的CO含量明显偏低,而醛类、酮类、酯类等含量随着温度升高而下降;不同添加剂对生物质热解产物的影响不同,硅藻土的催化效果要优于其他2种.实验结果也表明了这一系统对测定生物质快速热解过程中产物组成的有效性.     

生物油／柴油乳化燃油稳定性试验

为了探索生物油作为燃料使用的途径,在使用稳定剂的情况下将生物油按照一定比例加入柴油中,利用均匀技术制出乳化燃油.实验结果表明:当生物油的含量为10%,稳定剂含量为4%~6%时,乳化燃油的稳定时间可以达到120h以上;将乳化油燃料用于泰山-25拖拉机时,发动机运转正常.     

生物质快速热解制车用燃料过程的能值分析

基于能值分析理论和考虑环境投入,从可持续发展的角度对玉米秸秆热解加氢制精制油过程的2个方案进行综合评价,获得生产效率、环境影响、可持续性方面的能值指标.方案1中的氢气来自初级生物油水相重整,方案2中氢气来自外部市场购买.结果表明:2个方案能值转换率分别为5.00×105sej/J和1.37×105sej/J,从能值转换率的角度分析,与方案1、玉米燃料乙醇及生物柴油相比,方案2生产等量燃料消耗的太阳能最少,更有优势;2个方案的能值产出率均为1.07,生产效率较低;环境负载率分别是1.02和1.05,对环境影响较小;可持续发展系数分别是1.05和1.02,可持续性属于中等水平.     

生物质热解释氢的实验研究

以密封的管式炉为反应器,以稻壳粉为原料,通过自动控制系统控制热解反应参数,对生物质热解的3种产物(气体、焦油和木炭)单独收集并进行了分析.结果表明,产气中氢气的百分含量随着热解温度的提高明显增加,热解反应在未完成之前,增加反应时间有利于提高氢的百分含量.发现在水蒸气和生物质比率(S/B)小于0.37时,氢的百分含量随S/B的增大而增加,S/B大于0.37后,氢气的百分含量有缓慢变小的趋势.     

以玉米秆为原料的生物质热解油的特性分析

对以玉米秆为原料热解获得的生物油的组成和性质进行了分析,结合色质联用技术分析获得了生物油主要组分的分布.研究结果表明：以玉米秆为原料制取的生物油中含乙酸27.32%、酯类6.72%、单环芳烃衍生物33.52%、多环芳烃衍生物1.32%;生物油由于高含氧量,需要进一步改性才能进行高端利用.     

生物质快速裂解液体产物的分析

应用萃取及柱层析的分离方法将生物质裂解油分离成4种组分：烷烃、芳烃、极性组分和难挥发性组分;并应用气相色谱、气相色谱－质谱、核磁共振等现代分析测试技术,对水相和油相中各分离组分分别分析和鉴定,取得了满意的结果。     

生物质闪速热解挥发与温度的关系

分别在750K,800K,850K,900K温度下,对几种典型生物质材料在层流炉上进行了闪速热解挥发实验,利用灰分示踪法测定了挥发百分比,根据实验结果,分析了温度与生物质挥发百分比的关系,结果表明,挥发百分比与温度存在着一定的函数关系,为进一步研究生物质闪速热解液化提供了一定的理论基础。     

紫杉醇和Cephalomannine的简易分离法

提出了在常温常压下用硅胶吸附柱层析分离紫杉醇和Cephalomannine的方法。径高比为 5∶10 0 ,样品量 /吸附剂为 1∶80 ,洗脱系统由石油醚和乙酸乙酯组成 ,分离度可达 80 %。     

气相色谱柱效测定实验改进与教学原则应用

目的：根据直观性、循序渐进、科学性与思想性相统一等教学原则,针对气相色谱柱效测定实验中存在的实验成功率低、实验时间长和数据误差大等不足,进行改进.改进方法包括：改变实验过程中的载气流速顺序—由大变小操作;详细分解微量进样器的进样操作,使学生充分掌握进样操作及其科学性,使其从每一次小小实验中的成功得到鼓舞;另外利用Excel表格进行实验结果的数据处理,简化了计算过程,也缩短了学生完成实验报告的时间.结论：按照实验改进措施进行的实验,实验成功率大大提高,实验时间可缩短四分之一.文章的创新之处：将教学原则与实验教学改革相结合提高实验成功率,将计算机应用与教学相结合,提高了学生实验数据处理能力.     

七台河煤焦油沥青的柱层析分离及GC-MS分析

以石油醚为洗脱液,采用柱层析法对七台河煤焦油沥青中可溶缩合多环芳烃进行了分离.在定量收取的洗脱液中分别析出了白色晶体、白色粉状物质和无色晶体(分别标记为J1,J2,J3),对它们进行了气相色谱-质谱(GC-MS)分析.结果表明,J1中主要为3个环的多环芳烃和杂环化合物,以菲、荧蒽、芘、蒽为主要成分.J2中主要为4个环的多环芳烃和杂环化合物,以荧蒽、2,3-苯并芴、2-甲基荧蒽、苯并[a]蒽、9,10-苯并菲为主要成分.J3中全部为4~5个环的多环芳烃,以苯并芘、苯并荧蒽为主要成分.