生物质高温热解,气、炭、油联产系统设备

生物质高温热解,气、炭、油联产系统设备
生物质高温热解,气、炭、油联产系统设备

生物质高温热解,气、炭、油联产系统设备

研发背景:

社会的发展带动了能源需求的增加,一次能源(煤、石油等)供应的压力与人类环保意识的增强,使可再生能源受到了国内外科学家的广泛关注。生物质具有分布广、可持续供应、转化方便等特点,十分适合我国国情,具有较好的应用前景。生物质高温热解,气、炭、油联供技术就是在这一背景下开发的,是生物质气化技术的升级换代产品。它是以生物质作原料,通过高温热解工艺,转化为优质可燃气体和生物质炭、木焦油、木醋液等四种产品。其中,生物质燃气可供农民炊事和工农业热源用气,生物质炭、木焦油、木醋液三种产品市场紧俏,销售前景良好。

产品优势:

1、技术性能优越,燃气热值高。该技术以高温热解工艺为中心,生产的燃气热值达到16MJ/m3(3800Kcal /m3),属中热值燃气,远远超过4.6MJ/m3的行业标准,是低热值气化技术无法比拟的;净化效率高,采用最新燃气净化技术,并对净化系统优化设计,使生物质燃气中杂质含量小于10mg/Nm3,大大低于50mg/Nm3的行业标准,达到了城市煤气的技术指标;功能广,适用性强,不但能生产生物质燃气供应工业和住户使用,而且其副产品生物质炭、木焦油、木醋液用途广,均是市场紧俏产品。

2、规模大、成本低。生物质气化集中供气技术供气规模为200-500户,供应规模越大时,其投资成本急剧增加,而效益不太明显,不能很好地应用于工程实际。采用生物质热解,气、炭、油联供技术,能够很好地解决这一问题,它的供气规模能达到千户级以上,另外本项技术生产的燃气热值高,贮气柜装置和管网材料投资大为减少,成本降低,可实现规模效益。

3、社会、经济及生态效益显著。由低热值气化设备的单一供气、公益性运作,升级为以生产产品为主的经济效益型运营,每个示范点每年可实现利润百万元以上,真正实现了农业增效,农民增收,有较好的社会效益、经济效益和生态效益,成为农村一个新的经济增长点。本项目的重点开发和大力推广,将推动生物质开发与利用技术的全面升级换代,对推进

农村新能源的开发和农业废弃物的资源化利用,实现技术和设备商品化及产业化将起到积极的促进作用。

产品组成:

主要有生物质致密成型技术、生物质高温热解技术与生物质燃气净化与输配技术组三部分组成。

1、生物质致密成型技术不同形状的生物质粉碎到一定的粒度后,可在一定的压力与温度下致密成型,不同的成型条件经热解后可生成不同形状的生物质炭。如经环模制粒机制成一定尺寸(直径6~12mm,长度20~40mm)与密度(0.9~1.4)的生物质颗粒,也可通过螺旋挤压机在高温下成型生成密度与尺寸更大的生物质棒。

2、生物质高温热技术生物质的化学组成非常复杂,主要由一些高分子化合物组成。这些高分子化合物在热的作用下生成小分子化合物,反应温度的提高,这些高分子化合物进一步分解成分子量更小的化合物,其生成物有固态的炭、液态的生物油与气态的生物质燃气。根据生物质这一特点而,在国内外现有的高温热解设备的基础上,我们研发出了生物质热解炉,它具有结构简单,操作方便、投资少、见效快等特点。

3、生物质燃气净化与输配技术生物质高温热所生成的高温燃气,含有一定量的灰分与焦油等杂质,对下一步的贮存与输送具有较大的影响。在本系统中开发了完善的燃气净化设备,它由降温除尘、碱洗去酸、干式过滤与燃气输送机等组成。净化后的燃气可贮存至贮气柜,可由管道输送到用户用于炊事、采暖等。也可做为燃料用于加热热解炉,为生物质高温热解提供能量。

建设一座可供200户居民用气的炭、气、油联产生物质热解气化站,每天可加工生物质原料2.6吨,生产生物质炭1.35吨,生物质燃气400立方米,焦油0.1吨,木醋液0.5吨。

经济效益分析:

生物质热解气化站设备投资表

生物质热解气化站产品成本表:

生物质热解气化站产品销售收益:

每天纯收入:1740—547.6=1192.4(万元)。

以每年工作10个月300天计,本项目的投资回收期:0.95885(年)

由以上可知,本项目具有良好的社会效益与经济效益,在原料充足的情况下,不到一年的时间即可收回投资。

生物质热解燃料油

生物质热解燃料油制备和精制技术 摘要:能源问题在世界经济中具有战略意义。据预测,地球上可利用的石油将在今后几十年内耗竭,从长远看液体燃料短缺仍将是困扰人类发展的大问题。在此背景下,生物质能作为唯一可转化为液体燃料的可再生资源,正日益受到重视。由生物质转化而来的燃料比较干净,有利于环境保护。同时使用这类燃料也有助于减少温室气体的排放。实际上这也是很多发达国家开发生物质能的主要动力。生物质能是通过光合作用以生物形态储存的太阳能,可作为能源利用的生物质包括林产品下脚料,薪柴,农作物秸秆及城市垃圾中的生物质废弃物等。目前生物质的直接燃烧已不能满足人们对能量的需求,由生物质直接液化制取燃料油将是下世纪有发展潜力的技术,它主要包括生物质的裂解和高压液化两类。此外还可将生物质气化后再由气体产品生产液体燃料,也可将生物质水解后发酵制燃料酒精。 关键词:生物质废弃物热解燃料油制备精制技术可再生 一、生物质燃料油的制备 1. 生物质裂解制燃料油 裂解是在无氧或缺氧条件下,利用热能切断生物质大分子中的化学键,使之转变为低分子物质的过程。裂解中生物质中的碳氢化合物都可转化为能源形式。和焚烧相比,热解温度相对较低,处理装置较小,便于造在原料产地附近。生物废弃物的热解是复杂的化学过程,包含分子键断裂,异构化和小分子的聚合等反应。通过控制反应条件(主要是加热速率,反应气氛,最终温度和反应时间),可得不同的产物分布。据试验,中等温度(500-600℃)下的快速裂解有利与生产液体产品,其收率可达80%。裂解中产生的少量中热值气体可用作系统内部的热源,气体中氮氧化合物的浓度很低,无污染问题。 国际上近来很重视这类技术,除了从能源利用考虑外,还因生物油含有较多的醇类化合物,作汽车用油时不必为提高辛烷值而外加添加剂。其油品基本上不含硫,氮和金属成分,可看作绿色燃料,对环境影响小。 1.1 裂解工艺

生物质热解技术研究现状及其进展

能源研究与信息 第17卷第4期 Energy Research and Information Vol. 17 No. 4 2001 文章编号 1008-8857(2001)04-0210-07 生物质热解技术研究现状及其进展 李伍刚,李瑞阳,郁鸿凌,徐开义 (上海理工大学上海 200093)  摘要生物质热解技术是把低能量密度生物质转化为高能量密度气、液、固产物的 一种新型生物质能利用技术。其中液体产物具有便于运输、储存等优点,可替代燃料 油用于发电、供暖系统以及可代替矿物油提炼某些重要的化学物质。介绍了国内外对 这一技术的各种研究及其进展,并简要介绍了上海理工大学独立研制开发的生物质闪 速液化实验装置。 关键词生物质热解; 生物油 中图法分类号 TK6文献标识码A 1 引言 能源是人类生存与发展的前提和基础,从远古时代原始人钻木取火到近代以蒸汽机为代表的工业革命,人类文明的每一跨越和进步都与所用能源种类及其利用方式紧密相连。目前人类赖以生存和进行经济建设的一次能源主要是矿物能源(煤、石油、天然气、核能等)。矿物能源的使用隐藏着两个严重问题,其一:根据目前的全球能耗量和矿物能源已探明的储量,煤、石油、天然气、核燃料可使用年限分别为220、40、60和260年[1],从长远来看人类必将面临能源危机。其二:矿物能源对环境有巨大破坏作用,矿物能源燃烧产生大量CO2、SO x、NO x等气体。CO2属温室效应气体,会造成全球变暖及臭氧层破坏。NO x、SO x等有害气体会直接对环境、设备和人体健康构成危害。故此,作为有重要长远意义和战略意义的技术储备,寻求清洁的可再生能源及其利用技术,已成为全球有识之士的共识,受到各国政府和研究机构的广泛关注。 生物质是一种清洁的可再生能源,生物质快速热解技术是生物质利用的重要途径,所谓热解就是利用热能打断大分子量有机物、碳氢化合物的分子键,使之转变为含碳原子数目较少的低分子量物质的过程。生物质热解是生物质在完全缺氧条件下,产生液体(生物油)、气体(可燃气)、固体(焦碳)三种产物的生物质热降解过程。 收稿日期:2001-6-10 基金项目:上海市重点学科建设资助项目 作者简介:李伍刚(1974-),男,上海理工大学热能工程专业硕士研究生。

秸秆热解液化制备生物油技术

秸秆热解液化制备生物油技术 石油短缺和能源结构不合理是我国的基本国情,经济的快速增长也决定我国能源消费将不断增长。面对能源紧缺特别是液体燃料的严重短缺和巨大消耗、石化能源消耗带来环境污染的多重压力,提高我国能源安全水平、缓解生态环境污染迫在眉睫。解决能源安全和环境污染问题,一方面要节约能源,减少能源消耗,但最根本的是寻求和开发来源充足、供应安全、环境友好的替代能源。 生物质能是以生物质为载体的能量,是一种可再生、资源丰富且相对较利于环保的能源。农作物秸秆主要包括粮食作物、油料作物、棉花、麻类和糖料作物等5大类,是生物质资源最重要的来源之一。据统计,我国各种农作物秸秆年产量约6亿吨,占世界作物秸秆总产量的20%~30%。 近几年,随着我国农村经济发展和农民收入增加,农村居民用能结构正在发生着明显的变化,煤、油、气、电等商品能源得到越来越普遍的应用。秸秆的大量剩余,导致了一系列的环境和社会问题,每到夏秋两季,“村村点火,处处冒烟”的现象十分普遍。据调查,目前我国秸秆利用率约为33%,其中经过技术处理后利用的仅约占2.6%。秸秆就地焚烧不仅造成大量资源和能源浪费,环境污染也不容忽视。因此,开展秸秆的能源高效转化利用技术研究和能源产品开发成为亟待解决的农业、能源和环境问题,对保障国家能源安全、国民经济可持续发展和保护环境具有重要意义。 生物质液化主要包括生物化学法制备燃料乙醇和热化学法制备生物油,前者一般指采用水解、发酵等手段将秸秆等生物质转化成燃料乙醇,后者则是通过快速热解液化、加压催化液化等进行转化。 生物质液化生物油能替代石油的前景早已引起世界各国的普遍重视,许多国家纷纷将其列为国家能源可持续发展战略的重要组成部分和21世纪能源发展战略的基本选择之一。 1热化学法制备生物油技术 1.1快速热解液化 秸秆、林业废弃物等生物质快速热解液化技术是采用常压、超高加热速率(103K/s~104K/s)、超短产物停留时间(0.5~1s)及适中的裂解温度(500℃左右),使生物质中的有机高聚物分子在隔绝空气的条件下迅速断裂为短链分子,生成含有大量可冷凝有机分子的蒸汽,蒸汽被迅速冷凝,同时获得液体燃料、少量不可凝气体和焦炭。液体燃料被称为生物油(bio-oil),为棕黑色黏性液体,基本不含硫、氮和金属成分,是一种绿色燃料。快速热解液化生产过程在常压和中温下进行,工艺简单,成本低,装置容易小型化,产品便于运输、储存。自1980年以来,秸秆、林业废弃物等生物质快速热解液化技术取得了很大进展,成为最具有开发潜力的液化技术之一。姚建中等研究了玉米秸秆粉料快速热解制备生物油的工艺条件,在480℃左右的温度下,其液体产品得率为45%。 王树荣等开展了生物质闪速热裂解制取生物油技术的研究,比较了木屑和秸秆制备生物油的效果,秸秆制取生物油的产率低于木屑,可能的原因是秸秆中灰分及其金属盐参与了催化反应,更有利于小分子气体的生成。王树荣等在流化床反应器上开展了稻秆和木屑热裂解制取生物油的试验研究,研究结果表明, 快速升温能有效缩短颗粒在低温阶段的停留时间而抑制炭的生成,有助于提高生物油的产率,低灰分含量的木屑比稻秆更适合于热裂解制取生物油。陈洪章等提出了以秸秆“组分分离、分级定向转化”为核心,将生物转化和热转化有机结合,多级转化生产燃料酒精与生物油的构想。其研究结果表明,秸秆经过汽爆处理后,利用纤维素酶发酵制备乙醇,发酵剩余物再经快速热解液化制备生物油,不但热解温度较原秸秆单纯热解液化明显降低,而且所得生物油品质有明显改观。廖艳芬等研制了以流化床反应器为主体的可连续运行的秸秆、木屑热裂解制取液体燃料系统,成功地制取了产率高达60%的生物油。余春江等对稻秆在热解过程中钾元素的析出过程进行了研究,通过计算得到了钾元素随热解过程析出的定量描述,认为采

生物质炭气油电联产项目综合利用技术说明

大连旅顺日华燃气设备有限公司关于生物质炭气油电联产技术的说明 一、原料 生物质原料(秸秆、树枝、锯末),根据项目所在地就地取材,经过粉碎、烘干(含水量要求在10%以下)用专用的机械设备加工成型,一般成型工艺有几种,主要有造粒成型,另一种是制棒成型和其它几种形式。 二、热解干馏工艺流程 生物质成型原料生产过程由颗粒燃料生产过程由热解干馏、冷却、气液分离、碱洗、液体分离、储气装置等部分组成。 热解干馏工艺流程图

(一)热解干馏 ■热解干燥:成型产品在加热初期,温度在150℃以前排出蒸汽的过程。含水率越高,这个过程就越长,消耗的能源就越多,所以热解的原料应尽量减少水分。 ■预炭化:当成型产品中的水分被蒸干后,随着温度的上升,进入热解干馏第二阶段预炭化阶段。这个阶段的温度为150-275℃。原料中的半纤维素等不稳定成分开始分解,这时排出的主要是CO2、CO和少量的醋酸,以上两个阶段都是吸热反应,都需要不断的进行外加热。 ■热解炭化:当温度继续上升,超过275℃时,成型产品开始加快分解,生产大量分解物:甲烷、乙烷、乙烯、醋酸、甲醇、丙醇、木焦油等,由于生物质中含有氧元素,这一阶段是放热反应,不用外加热就可以使反应进行下去,这一阶段可保持到450℃。 ■煅烧:该温度可以加到500℃-600℃左右,随着温度的升高不再产生木醋液和焦油,而只是产生可燃气,其中主要是CH4和H2,使可燃气的热值大大提高。 (二)冷却 由热解炉出来的气体进入二级冷却器,被循环水冷却到常温。 (三)气液分离 将可燃气和木醋液、木焦油分离,可燃气进入碱洗器,木醋液和木焦油进入分离槽。 (四)碱洗 气液分离出来的可燃气进入碱洗器,用碱泵进行循环清洗,使可燃气达到中性点,除去可燃气中的酸性物质。经过除酸后的可燃气经罗茨鼓风机送入储气柜中,经燃气输配系统送到用户。 (五)液体分离

生物质热解制取生物油的研究进展

生物质热解制取生物油的研究进展 生物质热解制取生物油的研究进展 摘要:文章介绍了国内外生物质热解的发展现状与趋势,概述了我国生物质热解制取生物油的潜力。文章对生物质热解制取生物油进行了展望,并指出了生物质热解制取生物油的发展战略。 关键词:生物质热解生物油 一、引言 维持现代文明社会正常运转的主要能源来自石油、煤和天然气。然而,这些化石燃料的广泛使用造成了严重环境污染和温室效应。为了保护环境,实现温室气体减排,缓解能源供需的紧张状况,世界各国均在加紧开发包括生物质能在内的各种可再生能源。 我国农林废弃资源丰富,直接燃烧对环境污染大。利用生物质热解技术原理可以将麦秸秆、玉米杆、谷壳等废气生物质转化为生物油。生物油是一种褐色液体,热值约为15MJ/kg,能够用于工业锅炉或窑炉燃烧供热,也可用于涡轮机或透平中燃烧发电。生物油经过品质提升后(如催化加氢、催化裂解和气化-费托合成),可以转化为汽油或柴油。该文主要对生物质热解液化研究进展进行介绍,综述了这类可再生资源的利用现状、潜力及今后发展的方向。 二、国内外生物质热解研究现状 20 世纪70年代的石油危机,世界各国纷纷寻求可替代化石能源的可再生能源,“生物质”渐渐引起人们的注意,因此对生物质的研究由此开始,尤其是对生物质热解的研究更是引起广大研究者的重视。上世纪80年代早期,北美首先开展了热解技术的研究工作。此后,世界各国先后建立了多种热解装置和相关工艺路线,力图实现热解技术的产业化。 生物质快速热解技术是生物质利用的重要途径,许多研究者用闪解来增加热解的液体产物和气体产物。任铮伟等[1]在最大进料速率为5kg/h的快速裂解流化床内进行了快速热解生物质制取液体燃料 的研究。反应在常压和420~525℃温度范围内进行,以木屑为原料,

热解炭化技术

热解炭化技术 美国:是最早开展城市生活垃圾热解处理的国家,早在1929年就对垃圾进行了高温热解的实验研究。1967年Kisser 和Friedmdii进行了均质有机废物高温热解的试验,随后进一步进行了对非均质废物(如城市生活垃圾)的高温热解的研究,结果显示垃圾热解产生的气体可以用作锅炉燃料。随后Hoffman和Fitz在实验室中使用一种干馏系统分解典型的城市生活垃圾,研究结果表明,高温分解产物包括气体、焦油及各种形式的固体残渣。同时还证明了高温分解一旦开始,它就能自动维持下去,因为反应产物可以作为加热热解系统的能源。 欧洲:建立了一些以垃圾中的纤维素物质(如木材、庭院废物、农业废物等)和合成高分子物质(如废塑料、废橡胶等)热解实验性装罝,其目的是将热解作为焚烧处理的辅助性手段。在欧洲,主要根据处理对象的祌类、反应器的类型和运行条件对热解处理系统进行分类,研究不同条件下产物的性质和组成,尤其重视各祌系统在运行上的特点和问题。 加拿大:热解技术研究主要围绕农业废弃物等生物质,特别是木材的气化进行的。加拿大政府于二十世纪70年代末期,开始了以利用大量存在的废弃生物质资源为目的的研

发计划,相继开展了利用回转窑、流化床对生物质进行气化和利用催化剂对木材高温液化的研究。 日本:对城市生活垃圾热解技术的研究是从1973年开始的,主要是为配合热解气化熔融技术而进行的,且新日铁的城市生活垃圾热解熔融技术在世界上最早实现工业化。1)实验室研究进展 经过科学家的不断摸索研究,热解工艺理论研究已初具规模。热解过程包含四个连续的热反应阶段。第一阶段为吸热脱水阶段,温度较低,析出结合水,聚合物开始裂解。第二阶段为挥发分大量析出阶段,一氧化碳出现最大生成速率,同时生成少量液体产品。前两阶段均为吸热反应。第三阶段为二次裂解阶段,是液体产物的主要生成阶段,气体产物可燃成分大量增加,释放大量的热。第四阶段固体产物焦结构固化、压缩,挥发物质减少,固定碳含量增加,同时生成氢和CO等。该阶段也是放热反应。已有研究显示,升温速率对液体产物影响不大,但对气体产物和固体产物的分布有较大影响,建议生物质热解的温度在350℃~600℃之间,固体产物焦炭的生产率在15~35%之间,流化床的应用较为广泛。 美国、欧洲:首先针对生物质的三种主要成分木质素、半纤维素、纤维素开展了热解机理研究(E. Sj?str?m, 1993;

生物质热解液化制备生物油技术研究进展_路冉冉(精)

第44卷第3期 2010年5月生物质化学工程B iomass Che m ical Eng i n eering V o.l 44N o .3 M ay 2010 生物质热解液化制备生物油技术研究进展 收稿日期:2010-02-03 基金项目:高等学校博士学科点专项科研基金资助(200804251020 作者简介:路冉冉(1987-,女,山东聊城人,硕士生,研究方向为微波生物质热解技术*通讯作者:商辉(1974-,女,河北保定人,副研究员,博士,从事生物能源与微波化学研究;E -m ai:l shangh l@j m sn .co m 。 路冉冉1,商辉1*,李军2 (1.中国石油大学(北京重质油国家重点实验室,北京102249;2.中国石油规划总院,北京100083 摘要:介绍了国内外生物质热解液化工艺、主要反应器及其应用现状;简述了生物质催化热解、生物质与煤共热解液化、微波生物质热解、热等离子体生物质热解几种新型热解工艺;并对目前生物质热解动力学研究进行了总结;对未来生物质热解液化技术的研究进行了展望。 关键词:生物质;热解;液化;生物油 中图分类号:TQ351 文献标识码:A 文章编号:1673-5854(201003-0054-06 Research Progress on Bi o mass Pyr ol ysis Technol ogy f or L i qui d O il Producti on

LU Ran -ran 1,SHANG H u i 1,LI Jun 2 (1.S tate K ey L aboratory of H eavy O il Processing ,China U n i versity of Pe tro leum (Be iji ng,Be iji ng 102249,Ch i na ; 2.Ch i na P etro l eu m Eng i nee ri ng and P l ann i ng Instit ute ,Be iji ng 100083,Chi na Abstrac t :B i om ass li que facti on techno logy,m ai n reactor types for b i om ass pyro lysis and t he ir deve lop m ent status i n do m estic and aboard we re descr i bed .Cata l y ti c py ro l y si s of b i omass ,co -li que facti on o f bio m ass and coa,l m i crowave assi sted pyro l ysis as w ell as ther m a l plas m a b i o m ass pyro l ysis techno l og ies were descri bed ,and t he curren t k i neti cs o f b i om ass pyro lysisw ere su mm ar ized .T he future o f bio m ass li que facti on techno log i es w ere prospected . K ey word s :b i o m ass ;pyrolysis ;lique facti on ;b i o -o il 能源是社会经济发展和人类赖以生存的基础,当前社会的主要能源是化石能源,属不可再生资源。同时,化石能源的迅速消耗造成生态环境不断恶化,排放的温室气体导致全球气候变化,严重威胁人类社会的可持续发展。从能源发展和环境保护角度来看,寻找一种新型可再生的清洁能源已迫在眉 睫[1]。生物质能是以化学能形式储存的太阳能,具有分布广泛、可再生和无污染等特点,它的高效转换和清洁利用受到广泛重视。但是从自然界直接获得的生物质能量密度低,直接利用有很多缺点,如:燃烧效率低,需要寻求更为有效的方式加以 利用。生物质的利用技术主要包括生物转化技术和热化学转化技术,热化学转化包括直接燃烧、气化和热解液化技术,其中热解液化技术将生物质转化成液体生物油加以利用,是开发利用生物质能有效途径之一。该技术所得油品基本上不含硫、氮和金属成分,是一种绿色燃料,生产过程在常压、中温下进行,工艺简单,装置容易小型化,液体产品便于运输和存储。因此,在生物质转化的高新技术中,生物质热解液化技术受到广泛重视[2-6]。

生物质热解炭气油多联产工程技术规范 第1部分:工艺设计-编制说明

生物质热解炭气油多联产工程技术规范第1部分:工艺设计 (征求意见稿)编制说明 1.背景和意义 面对传统能源的枯竭和环境污染的加剧,寻找一种洁净的新能源成了迫在眉睫的问题。现在全世界都把目光凝聚在生物质能的开发和利用上。与欧美一些国家相比,亚洲及我国对生物质热解的研究起步较晚。近十几年来,国内一些科研院所及高等院校做了一些这方面的研究工作。生物质热解技术最初的研究主要集中在欧洲和北美。20世纪90年开始蓬勃发展,随着试验规模大小的反应装置逐步完善,示范性和商业化运行的热解装置也被不断地开发和建造。欧洲一些著名的实验室和研究所开发出了许多重要的热解技术。并应用于规模化运行产出。相比之下我国的生物质热解在工艺设计、验收和运行各环节缺乏相应的系统性的技术和标准。 生物质能利用前景十分广阔,但真正实际应用还取决于生物质的各种转化利用技术能否有所突破。随着技术的不断完善,研究的方向和重点也在拓宽,以前侧重热解反应器类型及反应参数,以寻求产物最大化,而现在整体利用生物质资源的炭气油多联产工艺以及优化系统整体效率被认为是最大化热解经济效益、具有相当大潜力的发展方向;除此之外,提高热解产品品质,开发新的应用领域,也是当前研究的迫切要求。但目前我国的生物质产业发展起步较晚,生物质产业的设备运行和工艺设计没有形成统一的标准和技术规范,严重制约产业的发展。因此需尽快推进制定生物质热解工程设计工艺的国家标准的步伐,对推动我国生物质能源更快更好发展具有重大的意义。 2.任务来源 在以上背景下,国家标准化管理委员会下达了2015年第三批国家标准制修订项目计划(国标委综合[2015]73号),由全国环保产品标准化技术委员会(SAC/TC275)组织有关单位起草《生物质热解炭气油多联产工程技术规范第1部分:工艺设计》国家标准,任务编号为20154064-T-303。本标准由全国环保产品标准化技术委员会提出并作为技术归口单位,武汉光谷蓝焰新能源股份有限公司、中国标准化研究院、华中科技大学等单位负责起草。

生物质热解技术

生物质压缩成型技术 1 压缩成型原理 生物质主要有纤维素、半纤维素和木质素组成。木质素为光合作用形成的天然聚合体,具有复杂的三维结构,属于高分子化合物,它在植物中的含量一般为15%~30%。木质素不是晶体,没有熔点但有软化点,当温度为70-110℃时开始软化,木质素有一定的黏度;在200-300℃呈熔融状、黏度高,此时施加一定的压力,增强分子间的内聚力,可将它与纤维素紧密粘接并与相邻颗粒互相黏结,使植物体变得致密均匀,体积大幅度减少,密度显著增加,当取消外部压力后,由于非弹性的纤维分子之间相互缠绕,一般不能恢复原来的结构和形状。在冷却以后强度增加,成为成型燃料。压缩时如果对生物质原料进行加热,有利于减少成型时的挤压力。 对于木质素含量较低的原料,在压缩成型过程中,可掺入少量的黏结剂,使成型燃料保持给定形状。当加入黏结剂时,原料颗粒表面会形成吸附层,颗粒之间产生引力,使生物质粒子之间形成连锁的结构。这种成型方法所需的压力较小,可供选择的黏结剂包括黏土、淀粉、糖蜜、植物油和造纸黑液等。 2 压缩成型生产工艺 压缩成型技术按生产工艺分为黏结成型、压缩颗粒燃料和热压缩成型工艺,可制成棒状、块状、颗粒状等各种成型燃料。 生物质—-干燥—-粉碎—-调湿—-成型—-冷却—-成型燃料 主要操作步骤如下: (1)干燥 生物质的含水率在20%-40%之间,一般通过滚筒干燥机进行烘干,将原料

的含水率降低至8%-10%。如果原料太干,压缩过程中颗粒表面的炭化和龟裂有可能会引起自燃;而原料水分过高时,加热过程中产生的水蒸气就不能顺利排出,会增加体积,降低机械强度。 (2)粉碎 木屑及稻壳等原料的粒度较小,经筛选后可直接使用。而秸秆类原料则需通过粉碎机进行粉碎处理,通常使用锤片式粉碎机,粉碎的粒度由成型燃料的尺寸和成型工艺所决定。 (3)调湿 加入一定量的水分后,可以使原料表面覆盖薄薄的一层液体,增加黏结力,便于压缩成型。 (4)成型 生物质通过压缩成型,一般不使用添加剂,此时木质素充当了黏合剂。生物质压缩成型的设备一般分为螺旋挤压式、活塞冲压式和换模滚压成型。 螺旋挤压机源于日本,是目前国内比较常见的技术,生产的成型燃料为棒状,直径50-70mm。将已经粉碎的生物质通过螺旋推进器连续不断推向锥形成型筒的前端,挤压成型。因为生产过程是连续进行的,所以成型燃料的质量比较均匀,外表面在挤压过程中发生炭化,容易点燃。但是,由于螺杆处在较高温度和压力下工作,螺杆与物料始终处于摩擦状态,导致压缩区螺纹的磨损非常严重。当螺杆磨损到一定程度,螺杆与出料筒失去尺寸配合,原料就无法完成成型。因此,压缩区螺纹的磨损决定了螺杆的使用寿命,螺杆使用寿命成为生物质压缩成型技术实用化决定性因素。对螺杆磨损,由于受工艺技术的制约,目前没有从根本上解决问题,平均寿命仅为60-80h。

炭、气联产可行性分析

生物质裂解炭、气联产装臵 可行性分析 湖南胜龙工程项目管理有限公司辽宁分公司 二0一七年六月

第一章总论 第一节项目概况 1、项目名称:生物质裂解炭、气联产装臵 2、项目负责人:李长林 3、建设单位:生物质炭、气工程管理有限公司 4、投资估算及资金筹措 本项目总投资319.1万元/套(不包括专利技术投资),其资金来源为:建设单位自筹。 第二节技术来源 铁岭新康机械制造有限公司,孕育于东北老工业基地,是集生物质科研、开发、生产为一体的专业化公司。公司经多年潜心研究试验,探索出一套生物质燃气、炭化整套设备,拥有融入现代技术,环保、高效率、高收益“发明专利”知识产权及专有技术,已达到国际、国内先进水平。形成了生物质燃气系列、生物质炭化系列、木醋液及其木焦油系列产品最佳的运营组合,为合作单位提供全方位技术服务。 第三节、项目建设选址: 项目建设选址在农业生物质废弃物资源丰富的地区:如黑龙江、吉林、辽宁、河北、江西、浙江、安徽、四川、湖南、湖北等地。第四节建设规模与生产能力 1、建设规模

1)建设年综合利用农作物秸秆6125吨、木材加工废弃物5250吨炭气联产装臵。 2)购置安装各类主要生产设备14台套,新建厂房1 座、成品仓库1座,总建筑面积2000平方米。 2、生产能力 本项目建成达产后,每套装臵年产木煤气100万立方米、木炭3500吨(其中:木质炭1750吨;软质炭1750吨)、木醋液700吨、木焦油500吨。拟在国内部分省市建设或改造10套装臵。 3、项目收益(销售收入) 本项目达到设计能力生产期年销售3500吨木炭(其中:木质炭1750吨;软质炭“农作物秸秆”1750吨);木煤气100万m3;木醋液700吨及木焦油500吨。 1)木炭:平均销售单价:软质炭(农作物秸秆) 1000元/吨,年实现销售收入175万元;木质炭3200元/吨,年实现销售收入560万;木炭合计销售收入:735万元。 2)木煤气:1元/ m3,年实现销售收入为100万元。 3)木醋液:500元/吨,年实现销售收入为35万元。 4)木焦油:300元/吨,年实现销售收入为15万元。 总计年实现销售收入:885万元。 第五节主要技术经济指标 主要指标表

生物质高温热解,气、炭、油联产系统设备

生物质高温热解,气、炭、油联产系统设备 研发背景: 社会的发展带动了能源需求的增加,一次能源(煤、石油等)供应的压力与人类环保意识的增强,使可再生能源受到了国内外科学家的广泛关注。生物质具有分布广、可持续供应、转化方便等特点,十分适合我国国情,具有较好的应用前景。生物质高温热解,气、炭、油联供技术就是在这一背景下开发的,是生物质气化技术的升级换代产品。它是以生物质作原料,通过高温热解工艺,转化为优质可燃气体和生物质炭、木焦油、木醋液等四种产品。其中,生物质燃气可供农民炊事和工农业热源用气,生物质炭、木焦油、木醋液三种产品市场紧俏,销售前景良好。 产品优势: 1、技术性能优越,燃气热值高。该技术以高温热解工艺为中心,生产的燃气热值达到16MJ/m3(3800Kcal /m3),属中热值燃气,远远超过4.6MJ/m3的行业标准,是低热值气化技术无法比拟的;净化效率高,采用最新燃气净化技术,并对净化系统优化设计,使生物质燃气中杂质含量小于10mg/Nm3,大大低于50mg/Nm3的行业标准,达到了城市煤气的技术指标;功能广,适用性强,不但能生产生物质燃气供应工业和住户使用,而且其副产品生物质炭、木焦油、木醋液用途广,均是市场紧俏产品。 2、规模大、成本低。生物质气化集中供气技术供气规模为200-500户,供应规模越大时,其投资成本急剧增加,而效益不太明显,不能很好地应用于工程实际。采用生物质热解,气、炭、油联供技术,能够很好地解决这一问题,它的供气规模能达到千户级以上,另外本项技术生产的燃气热值高,贮气柜装置和管网材料投资大为减少,成本降低,可实现规模效益。 3、社会、经济及生态效益显著。由低热值气化设备的单一供气、公益性运作,升级为以生产产品为主的经济效益型运营,每个示范点每年可实现利润百万元以上,真正实现了农业增效,农民增收,有较好的社会效益、经济效益和生态效益,成为农村一个新的经济增长点。本项目的重点开发和大力推广,将推动生物质开发与利用技术的全面升级换代,对推进

生物质热解技术

生物质热解技术 按温度,升温速率,固定停留时间(反应时间)和颗粒大小等实验条件可将热解分为炭化(慢热解),快速热解和气化。由于液体产物的诸多优点和随之而来的人们对其研究兴趣的日益高涨,对液体产物收率相对较高的快速热解技术的研究和应用越来越受到人们的重视。快速热解过程在几秒或更短的时间内完成。所以,化学反应,传热传质以及相变现象都起重要作用。关键问题是使生物质颗粒只在极短的时间内处于较低温度(此种低温利于生成焦炭),然后一直处于热解过程最优温度。要达到此目的的一种方法是使用小生物质颗粒(应用于流化床反应器),另一种方法是通过热源直接与生物质颗粒表面接触达到快速传热(这一方法应用于生物质烧蚀热解技术中)。由众多实验研究得知,较低的加热温度和较长气体停留时间会有利于炭的生成,高温和较长停留时间会增加生物质转化为气体的量,中温和短停留时间对液体产物增加最有利。 秸秆发电商品化前景分析 解决浪费性生物质能资源的唯一出路在于商品化。生物质能秸秆发电技术,不仅为农村提供更多电力,更有意义的是将使生物质能资源的商品化成为可能,一方面农民可通过出售秸秆获得更多的收入;另一方面过去农村使用直接燃烧秸秆的方式进行炊事,要为秸秆的收集、运输、储存以及在直接燃烧时花费大量的时间和劳力。如果能使用秸秆发电,农村使用更多的商品能源,农民将获得更多的时间从事生产性劳动,以尽早脱贫致富。因此,将秸秆发电进行能源方式转化,是一件利国利民的好事。 1 生物质能秸秆发电的工艺流程 农作物秸秆在很久以前就开始作为燃料,直至1973年第一次石油危机时丹麦开始研究利用秸秆作为发电燃料。在这个领域丹麦BWE公司是世界领先者,第一家秸秆燃烧发电厂于1998年投入运行(Haslev,5Mw)。此后,BWE公司在西欧设计并建造了大量的生物发电厂,其中最大的发电厂是英国的Elyan发电厂,装机容量为38Mw。 1.1 秸秆的处理、输送和燃烧 发电厂内建设两个独立的秸秆仓库。每个仓库都有大门,运输货车可从大门驶入,然后停在地磅上称重,秸秆同时要测试含水量。任何一包秸秆的含水量超过25%,则为不合格。在欧洲的发电厂中,这项测试由安装在自动起重机上的红外传感器来实现。在国内,可以手动将探测器插入每一个秸秆捆中测试水分,该探测器能存储99组测量值,测量完所有秸秆捆之后,测量结果可以存入连接至地磅的计算机。然后使用叉车卸货,并将运输货车的空车重量输入计算机。计算机可根据前后的重量以及含水量计算出秸秆的净重。 货车卸货时,叉车将秸秆包放入预先确定的位置;在仓库的另一端,叉车将秸秆包放在进料输送机上;进料输送机有一个缓冲台,可保艚崭?分钟;秸秆从进料台通过带密封闸门(防火)的进料输送机传送至进料系统;秸秆包被推压到两个立式螺杆上,通过螺杆的旋转扯碎秸秆,然后将秸秆传

生物质快速热解技术

生物质快速热解技术 摘要:生物质能源是可再生能源的重要组成部分,有丰富的资源和低污染的特点,它的开发与利用已成为2l世纪研究的重要课题。本文概述了生物质转化利用的方法,并重点阐述了生物质热化学转化法中的快速热解技术,同时综述了国内外快速热解反应器的现状,以度其产物——生物油的收集与特征分析,并提出了我国在快速热解研究方面应采取的有关措施。 生物质是地球上绿色植物通过光合作用获得的各种有机物质,它是以化学方式储存太阳能,也是以可再生形式储存在生物圈的碳。主要包括林业生物质、农业废弃物、水生植物、能源作物、城市垃圾、有机废水和人、畜粪便等。 据统计,世界每年生物质产量约l460亿吨,其中农村每年的生物质产量就有300亿吨,而生物质的利用却仅占世界能源消耗总量的l4%,发达国家占3%,发展中国家占35%,是继石油、煤炭、天然气等化石能源之后,当今全球第四大能源。但随着化石能源利用中产生诸如“酸雨”、“温室效应”等环境问题的日益突出,以及化石燃料本身可开采量的逐渐减少,生物质能源凭借其是一种环境友好型能源,及其利用中较低的SO、NO产出和CO净排放量为零等优点,引起了越来越多人的关注。 不言而喻,生物质能源将是未来可持续发展能源体系的重要组成部分,无论是从环境,还是从资源方面考虑,研究生物质能源的转化与利用都是一项迫在眉睫的重大课题。 1生物质转化利用方法 1.1生物法或称为微生物法 生物质(主要是农作物秸秆、粪便、有机废水等)在厌氧条件下发酵制得沼气,主要成分是甲烷;糖类、淀粉类原料水解发酵制取酒精。 1.2化学处理法 生物质中的半纤维素在酸l生条件下加热水解获得重要的化工原料糠醛;利用稻壳生产白炭黑等。 1.3热化学转化法 1.3.1热解生物质在隔绝或少量氧气的条件下,热解反应获得气体、固体、液体3类产品。近几十年来国外研究开发了快速热解技术,即生物质瞬间热解制取液体燃料油,其得率高达70%以上,是一种很有开发前景的生物质应用技术。 1.3.2液化分直接液化和间接液化两类,直接液化是生物质在高压设备中,添加适宜的催化剂,反应制得液化油,作为汽车用燃料,或者分离加工成化工用品,这是近年来生物质能利用研究的热点。间接液化是把生物质先气化成气体后,再进一步合成液体产品;或者把生物质中的纤维素、半纤维素水解,然后再发酵制取酒精。 1.3.3气化生物质在较高的温度(700—900℃)下,与气化剂(如空气、氧气或水蒸气)反应得到小分子可燃气体的过程。目前使用最广泛的是空气作气化剂,产生的气体主要作为燃料使用,可用于锅炉、民用炉灶、发电等场合,也可作为合成甲醇、氨的化工原料。气化技术在国外已实现大规模工业化,主要有气化发电技术,目前我国在此方面已基本完成中试与小规模生产,现正走向大型产业化生产阶段。 1.3.4直接燃烧生物质在充足氧气的环境下直接燃烧,把化学能转变为热能。近年来还出现了生物质固化成型技术,通过机械加压的方法将分散、无定形生物质转化为一定形状和密度的固体燃料,然后再燃烧。 热化学转化法可用图1表示:

干馏热解炭化炉

环保连续式生物质干馏热解炭化炉利用农林废弃物为原料,经干馏热解炭化,使原料中的碳、氢元素转化为氢气、甲烷、一氧化碳等混合可燃气体,同时产生木炭及副产品木醋液、木焦油,该项目的推广,不仅解决了燃料燃气问题而且可再生能源的开发应用具有深远意义。 能源短缺问题日渐严重,河南巩义三兄木炭机制造厂深知寻求和开发新能源,特别是可再生能源是当务之急,不断开发环保型生物质炭加工设备,这里着重介绍的是三兄牌“环保连续式生物质干馏热解炭化炉”。 环保连续式生物质干馏热解炭化炉就是利用富含木质素、纤维素、半纤维素的农林废弃物如秸秆、锯末、稻壳、果壳、椰壳、棕榈壳、树枝树皮、原木、薪棒等为原料,经干馏热解,使原料中的碳、氢元素转化为氢气、甲烷、一氧化碳等高热值的混合可燃气体,同时产生生物质炭及副产品木醋液、木焦油,生物质炭清洁无污染, 其反应机理为:原料在密闭容器内在缺氧状态下进行可控的还原反应,反应过程: 第一步脱水,脱出内水: 第二步脱甲基,反应温度到即可开始,温度升至开始放热反应: 第三步将钱过程生成的芳环化合物进行热解、脱氢、缩合、氢化等反应:

经过上述反应,使原料中的碳、氢、氧元素转化为氢气、甲烷、一氧化碳等混合可燃气体,这些反应没有十分明显的阶段性,许多反应是交叉进行的。可燃气体经过净化通过管道输送到燃烧器对炭化炉进行外加热,同时分离出来焦油、木焦油等副产品。整个生产过程中无污染烟气排放,极具环保性,达到国家环保要求。 三兄环保连续式生物质干馏热解炭化炉工艺设计 1、主要设备有:生物质气化炉、烟气净化分离装置、变频引风机、炭化炉、出炭机、进料机、控制系统 2、工艺流程 生物质炭 原料粉碎干燥气化炉炉气 生物质炭上料机净化 输送机冷却出炭机炭化炉可燃气冷却 烟气木焦油木醋液 3、工艺描述 (1)气化炉造气:将粒度为5-30mm的生物质原料投进气化炉引燃,炉气经一段喷淋、两段冷却之后,经引风机送至炭化炉前期升温使用,喷淋水、冷却水可循环利用。气化后生物质炭从炉底输出,集中存放销售。一般情况下此阶段原料的含水量在15%以下。 (2)进料:等炭化炉温度升到需要温度时,通过螺旋上料机把要炭化的生物质送入炭化炉。(3)热解:此工艺过程为关键过程,其温度、转速、频率等参数需要控制好,一般情况下,热解温度控制在左右,负压运行。 (4)净化冷凝:从热解炉出来的烟气中杂质多且呈酸性,温度达,经过冷却、净化、分离等一些列过程,得到纯净可燃气,同时把各种副产品分离出来。 (5)冷却出炭:炉内生物质经过热解生成的固态炭,从炉子底部流入冷却出炭机,经过冷却输出,装袋存放。 通过上述工艺设计实现 (1)生产的木炭含碳量达80%以上,可做工业或民用燃料,也可做成活性炭,含水量10%以下的生物质原料可产430公斤生物质炭; (2)1吨生物质燃料产气量2000Nm3,燃气热值1500kcal/Nm3;可燃气的主要成分

生物质热裂解工艺流程

生物质热裂解技术工艺流程 生物质热解液化技术的一般工 艺流程由物料的干燥、粉碎、热解、产 物炭和灰的分离、气态生物油的冷却和 生物油的收集等几个部分组成。 原料干燥和粉碎生物油中 的水分会影响油的稳定性、粘度、PH 值、腐蚀性以及一些其它特性,而天然 的生物质原料中含有较多的自由水,相 比从生物油中去除水分,反应前物料的 干燥要容易的多,因而在一般的热解工 艺中,为了避免将自由水带入产物,物 料要求干燥到水份含量低于10%(质量 分数)。快速热解制油工艺要求高的传 热速率,除了从反应器的传热方面入手,工艺流程图 原料尺寸也是重要的影响因素,通常对原料需要进行粉碎处理,不过随着原料的尺寸变得越小,整个系统的运行成本也会相应 提高。 热裂解反应器反应器是热解的主要装置,反应器类型的选择和加热方式是各种技术路线的关键环节。适合于快速热解的反应器型式是多种多样的,但所有热解制油实用性 较强的反应器都具备了三个基本特点:加热速率快,反应温度中等和气相停留时间短。 焦炭和灰的分离在生物质热解制油工艺中,一些细小的焦炭颗粒不可避免地进入到生物油液体当中。研究表明:液体产物中的焦炭会导致生物油不稳定,加快聚合过程,使 生物油的粘度增大,从而影响生物油的品质。同时,生物质中几乎所有的灰分都保留在 焦炭当中,而灰分是影响生物质热解液体产物收率的重要因素,它的存在将大大催化挥 发成分的二次分解,所以分离焦炭也会影响分离灰分。分离焦炭除了采用热蒸汽过滤外,还可以通过液体过滤装置(滤筒或过滤器等)来完成,目前,后者仍处于研究开发阶段。 焦炭的分离虽然很困难,但是对所有的系统而言都是必不可少的。 液体生物油的收集液体的收集一直以来都是整个热解过程中运行最困难的部分,目前几乎所有的收集装置都不能很有效的收集。这是因为裂解气产物中挥发份在冷却过程中与非冷凝性气体形成了烟雾状的气溶胶形态,是一种由蒸汽、微米级的小颗粒、带有极性分子的水蒸气分子组成的混合物,这种结构给液体的收集带来困难。在较大规模的反应系统中,采用与冷液体接触的方式进行冷凝收集,通常可以收集到大部分的液体产物,但进一步的收集则需要依靠静电捕捉等对处理微小颗粒比较有效地技术了。

生物质热解制备生物油的经济性分析

山西师范大学本科毕业论文 山西师范大学本科毕业论文 生物质热解制备生物油的经济性分析 作者: 院系: 专业: 年级: 学号: 指导教师: 答辩日期:

山西师范大学本科毕业论文 致谢 光阴似箭,岁月如梭,不知不觉我即将走完大学生涯的第四个年头,回想这一路走来的日子,父母的疼爱关心,老师的悉心教诲,朋友的支持帮助一直陪伴着我,让我渐渐长大,也慢慢走向成熟。 首先,我要衷心感谢一直以来给予我无私帮助和关爱的老师们,特别是我的导师,班主任老师、专业课老师,学院老师,党政办老师。谢谢你们这四年以来对我的关心和照顾,从你们身上,我学会了如何学习,如何工作,如何做人。 其次,我还要真诚地谢谢在我的学习和生活中给予关怀和帮助的同学和学姐,在这四年当中,你们给予了我很多帮助,在我的学习工作生活各个方面,你们给我提出了很多宝贵的建议,我的成长同样离不开你们。 再次,我还要认真地谢谢我身边所有的朋友和同学,你们对我的关心、帮助和支持是我不断前进的动力之一,我的大学生活因为有你们而更加精彩。 最后,我要感谢我的父母及家人,没有人比你们更爱我,你们对我的关爱让我深深感受到了生活的美好,谢谢你们一直以来给予我的理解、鼓励和支持,你们是我不断取得进步的永恒动力。

山西师范大学本科毕业论文 目录 本科毕业论文 .............................................................................错误!未定义书签。致谢 ...........................................................................................错误!未定义书签。中文内容摘要 (3) Abstract (3) 一概述 (5) 二原料收集和预处理 (5) 2.1收集原料 (5) 2.2预处理 (6) 2.21 新工艺的应用 (6) 2.22 生物反应器 (6) 三热解液化转化过程经济性分析、产品的市场分析 (7) 3.1热解工艺方案 (7) 3.11 热解液化规模 (7) 3.12 经济性分析的财务评价参数 (7) 3.13 秸秆收集半径计算 (8) 3.2技术经济性分析 (8) 3. 12 热解液化工厂投资估算 (8) 3.13 热解液化工厂财务评价 (9) 3.14 生物油生产成本分析 (10) 四综合分析 (13) 参考文献 (14)

生物质热裂解生物油性质的研究进展

生物质热裂解生物油性质的研究进展 黄彩霞1,2,刘荣厚1,蔡均猛1,邓春健1 (1.上海交通大学农业与生物学院生物质能工程研究中心,上海 201101;2.华南热带农业大学环植系,海南儋州 571737) 摘要:生物质热裂解生物油是生物质在隔绝空气的条件下,快速加热裂解,裂解蒸汽经快速冷却制得的棕褐色液体产物。生物油的物理化学性质显示了其在商业上的应用潜力,已引起了国内外的广泛关注。为此,从组成成分、含水量、含氧量、固体颗粒、灰分、酸性、腐蚀性和粘度等方面详细叙述了生物油的物理化学性质,提出了应用生物油的发展方向和推广应用生物油必须解决的问题。 关键词:二次能源;生物油;综述;热裂解;生物质;性质 中图分类号:TK6; Q77 文献标识码:A 文章编号:1003─188X(2007)11─0006─04 0 引言 随着经济的不断增长,人们对能源的需求越来越大。据统计,按照2003年的开采量计算,地球上蕴藏的煤、石油、天然气等化石能源将分别在192年、41年和67年内耗竭[1],而且化石燃料的长期使用,对环境造成严重的负面影响,引起了温室效应和环境污染等问题。因此,开发可替代化石燃料的环境友好型可再生能源已成为当今世界研究的热点[2,3]。生物质能作为众多可再生能源中的一种,在利用中具有SO2和NO X产出少及 CO2零排放的优点。 据统计,世界每年生物质产量约1460亿t,占世界能源总能耗的14%,其中发达国家占3%,发展中国家占43%[4],是当今世界第4大能源。无论从环境还是从资源方面考虑,研究生物质能源转化与利用都是一项迫在眉睫的重大课题。 生物质热裂解被认为是生物质能源转化技术中一项最具有广阔发展前景的前沿技术,是指生物质在完全没有氧或缺氧条件下,最终生成液体产物、木炭和可燃气体的过程。3种产物的产量和比例取决于生物质热裂解工艺条件及反应参数(温度、加热速率、气相停留时间和流化风速)[5,7]。生物质快速热裂解技术是高效率的生物质热裂解油转化技术,是在隔绝空气或少量空气、常压、中温(500°~650℃)、高加热速率(104~105℃/s)和极短气体停留时间(小于2s)的条件下,将生物质直接热裂解,产物经快速冷却,可使中间液体产物分子在进一步断裂生成气体之前冷凝,从而得到高产量的生物质液体油,其产率可达(60~95)wt%[8]。生物质热裂解产生的液体油是一种深褐色的能够自由流动的黏性化合物,通常被称为生物油,也称为热裂解油、热裂解液体、生物原油或生物质热解油等[9]。生物油的热值一般比重油低,为18~25MJ/kg。生物油易存储、易运输和能量密度高,不存在产品的就地消费问题,因而得到了国内外的广泛关注。 目前,已开发出的制取生物油的热裂解装置种类很多,通过不同条件下的裂解反应都能生产出不同产率的生物油,这些生物油与碳氢燃料的物理化学性质差别很大,阻碍了其作为碳氢燃料的广泛使用。近年来,许多国内外学者都热衷致力于生物油物理化学性质方面的研究,本文对生物油组成成分、含水量、含氧量、固体颗粒与灰分、酸性与腐蚀性、粘度等方面进行了详细阐述,提出了应用生物油的发展方向和推广应用生物油必须解决的问题,以促进该技术的商业化进程。 1 生物油物理化学性质 生物油是通过快速加热的方式使生物质在短时间的裂解反应生成低分子有机物蒸汽,然后将其快速冷却制得。由于生物质主要组成成分纤维素、半纤维素和木质素等高分子聚合物的热解速度互不相同,热解机理各异,而且热解过程并未达到热力学平衡。因此,不同生物质原料和不同热裂解工艺条件下所产生的生物油的物理化学性质不同,但是物理化学性质普遍存在着高含水量和含氧量,低热 收稿日期:2007-03-05 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50276039) 作者简介:黄彩霞(1982-),女,湖北随州人,硕士研究生,(E-mail)gaochenghuang@https://www.360docs.net/doc/3217829485.html,。 通讯作者:刘荣厚(1960-),男,辽宁辽阳人,教授,博士,博士生导师,(E-mail)liurhou@https://www.360docs.net/doc/3217829485.html,。 - 6 -

相关文档
最新文档