“生物质能源开发-生物质裂解液化技术及液化产品深度开发”科研成果达到国际先进水平

2009年4月19日由山东理工大学轻工与农业工程学院易维明教授主持完成的山东省科技攻关计划重大科技专项“生物质能源开发一生物质裂解液化技术及液化产品深度开发”项目通过了技术鉴定．鉴定委员会听取了课题组的报告，参观了实验装置，审查了技术资料，经过质疑答辩和充分讨论，一致认为该项目达到了国际先进水平，在生物油应用领域进行了有意义的尝试．     

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.     

下降管式生物质热解液化装置风网中风机工作点的变化

详细论述了下降管式生物质热解液化装置风网中,风机工作点的变化状况以及影响工作点变化的诸多因素．风网发挥作用的首要条件是保证风机总风量Q〉Q0（风网总风量）,也就是保证工作点在实际允许工作范围内．     

生物质快速热解液化的实验

在集成的生物质热解液化系统装置上,进行了生物质快速热解制取液体燃料的实验.以几种代表性生物质为原料,研究了热解温度、生物质种类、运行操作条件等对热解液化率的影响.试验结果表明,在现有系统装置上,生物质最高液化率可达51.7%,不同操作条件对最终热解液化率有显著的影响.     

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．     

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。     

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．     

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。     

煤化工行业中焦炉气制甲醇的工艺路线选择

聚集《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020）》中的68项优先主题之一——“煤的清洁高效开发利用、液化及多联产”．确定开发的中长期目标和近期重点工作目标,开展“以煤气化为龙头,以一碳化学为基础,合成各种燃料油和化工产品并向其他行业提供清洁、高热值燃气的煤炭洁净利用技术”的新一代煤（能源）化工技术的开发与应用。在煤的气化、液化、热解、制烯烃、等离子法乙炔、煤和生物质联合循环等方面．研究开发一批产业的关键、共性技术和重大前沿技术,并形成相应的产业标准。对缓解因煤炭粗放利用带来的严重资源和环境压力．调整煤化工产业结构具有重大意义。     

生物质及其制备生物油的新方法

生物质具有来源广,蕴藏量大,含氮、硫量少,清洁安全,碳循环,可再生等优点。生物油是生物质经转换得到的液体物质,是洁净,可持续的液体燃料。生物质转换为生物油的传统方法有快速热解液化和直接液化,重点介绍了转换新方法:真空热解液化法,共液法,微波裂解液化法,热等离子法和超临界液化法。     

生物质热解液化制备生物基化学品

生物质是环境友好型的可再生资源,近年来相关研究及文献报道剧增.本文在现有综述的基础上,重点对热解液化及化学品制备技术现状进行了归纳及简要评价.     

生物质微波辅助液化主要影响因素的研究现状

生物质微波辅助液化技术是新型、高效的生物质利用技术,可以解决传统生物质液化技术中存在的液化时间长、液化产物黏度高和生产成本高等问题。生物质微波辅助液化技术由于微波电介质加热的特殊性,因而与传统液化相比其影响因素既有相似之处又有不同之处。笔者对生物质微波辅助液化中的主要影响因素,如生物质含水率、加热速率、液固比、生物质物料特性和溶剂种类等研究现状进行了分析和论述,提出了今后的研究方向及建议。     

生活垃圾灰渣对生物质热解油特性的影响

生活垃圾热解焚烧产生的热灰渣可以作为热解过程的热载体。为了探究灰渣对生物质热解过程的影响,将生活垃圾灰渣与废纸屑掺混后在水平管式炉中进行热解实验,探究在不同热解温度和灰渣种类下废纸屑热解油的产率和成分变化。按照1∶1的比例分别掺混A灰和B灰后,在600℃下热解油产率分别下降了11.36%wt和4.93%wt。随着热解温度由400℃提高到600℃,热解油的产率均增大。通过GC-MS对热解油进行成分分析发现加入灰渣后热解油中的乙二醇单丁醚(NBE)含量增大;而酚类、酮类、呋喃类、醛类和有机酸含量降低,尤其是醇类和酯类无法检出,预示着热解油毒性和腐蚀性减弱。结果表明生活垃圾灰渣的掺入一定程度地提高了生物质热解油的品质。     

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。     

生物质快速热解液化技术

介绍了一种等离子体加热生物质快速热解的方法,将生物质中的长分子链击碎,变成短分子结构而液化。选择玉米秸秆为快速热解对象,大量研究工作证明这种热解方法比较有效。在合理的颗粒度、供料量、热解温度和速度、终止冷却温度的情况下,玉米秸秆液化的收率达到50%左右。一种新型工业化的装置己根据实验结果研制成功。     

四种生物质热解半焦的FTIR红外分析

生物质热解液化是目前生物质能利用的方式之一.为了研究生物质热解过程中各组分的裂解变化规律,利用傅里叶红外光谱仪分别对300℃、400℃、500℃、600℃下制备的玉米秸秆、棉杆、松木屑和稻壳的热解半焦进行了分析.实验结果表明:随着热解温度升高,生物质内部[-OH]、[-CH]、[-CO-]等官能团不断减少,温度在300℃~400℃之间时变化最为剧烈,当温度超过400℃以后,反应逐渐趋于缓和.     

燃烧化学动力学研究2013年度报告

燃烧为现代社会提供了约80%的能源,在工业、运输、国防等领域均具有不可替代的作用。当前,燃烧学逐步从宏观现象学转向注重亚微尺度的湍流模拟和原分子层次的燃烧化学动力学研究,深入了解燃料组分、分子结构和燃烧条件与燃烧效率及污染物排放等的关系。开展对于航空燃料和新兴生物质燃料的燃烧本质和机理研究,在国家安全和能源战略等方面都具有重要意义。该年度主要针对真空紫外光电离技术在燃烧研究中的应用、航空燃料重要组分和生物质燃料燃烧化学动力学等方面开展了研究工作。在真空紫外光电离技术在燃烧研究中的应用方面,课题组将同步辐射真空紫外光电离质谱技术应用于常压层流预混火焰、煤热解和生物质热解等方面的研究,并在国际权威燃烧学期刊刊登文章,介绍对基于同步辐射的燃烧诊断方法的突破性发展以及在燃烧研究中的开拓性应用。在航空燃料重要组分和生物质燃料燃烧化学动力学研究方面,针对航空燃料重要组分甲基环己烷的热解及燃烧开展了实验和动力学模型研究,针对仲丁醇的热解和燃烧、正丁醇掺混的甲烷同轴扩散火焰和丙酸甲酯的低压热解开展了实验和动力学模型研究,对这些热点生物质燃料的燃烧化学动力学问题开展了深入的探索。     

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。     

碱/碱土金属浸渍对酸洗生物质热解影响研究

为研究碱/碱土金属(AAEM)浸渍预处理对酸洗生物质热解特性的影响,本文选用稻壳、橡木和秸秆3种生物质为原样,对酸洗及酸洗后5种金属硝酸盐(KNO3,Ca(NO3)2,Mg(NO3)2,Fe(NO3)3,Ni(NO3)2)溶液浸渍样进行热重分析。结果表明:酸洗使得生物质中金属含量降低,而浸渍预处理使生物质中金属含量增加;经酸洗后生物质的TG和DTG曲线向高温方向移动,最大热解速率明显增加,焦炭产量下降;AAEM盐浸渍预处理可以促进生物质的热解过程,使生物质的TG和DTG曲线向低温移动;Fe、K、Ni盐的反应活性稍高于Ca、Mg盐。从动力学方面看,Coats-Redfern法对150~340℃范围内生物质热解均有很好的相关性,反应级数为一级,金属的添加使生物质热解所需活化能降低,对热解具有催化作用。