生物质快速热解与生物油精制研究进展

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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 44No .3M 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(201003-0054-06Research Progress on Bi o mass Pyr ol ysis Technol ogy f or L i qui d O il Producti onLU 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 naAbstrac 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 ibed .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。

生物质快速热裂解制取生物油技术的研究进展_刘荣厚

解过程的影响因素、生物油特性、生物油的精制及应用等方面进行了阐述，以期为该技术的发展提供参考。
关键词：生物质快速热裂解；生物油；反应器
中图分类号：Ｓ２１６．２
文献标识码：Ａ
文章编号：１０００－１７００（２００７）０１－０００３－０５
ＰｒｅｓｅｎｔＳｉｔｕａｔｉｏｎｏｆＢｉｏｍａｓｓＦａｓｔＰｙｒｏｌｙｓｉｓｆｏｒＢｉｏ－ｏｉｌＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎ
收稿日期：２００７－０１－１５项目基金：国家自然科学基金资助项目（５０２７６０３９）作者简介：刘荣厚（１９６０－），男，上海交通大学教授，博士，从事可再生能源与环境工程的研究。
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沈阳农业大学学报
第３８卷
却，可使中间液态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油［８］。该技术最大的优点在于生物油易存储和易输运，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［９，１０］。生物质热裂解液化反应产生的生物油可通过进一步的分离和提取制成燃料油和化工原料，气体视其热值的高低，可单独或与其他高热值气体混合作为工业或民用燃气，生物质炭可用作活性剂等。
沈阳农业大学学报，２００７－０２，３８（１）：３－７ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｈｅｎｙａｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００７－０２，３８（１）：３－７
生物质快速热裂解制取生物油技术的研究进展
刘荣厚
（上海交通大农业与生物学院生物质能工程研究中心，上海２０１１０１）
ＬＩＵＲｏｎｇ－ｈｏｕ
（ＢｉｏｍａｓｓＥｎｅｒｇｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｒｅ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ＆Ｂｉｏｌｏｇｙ，ＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏＴｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１１０１，Ｃｈｉｎａ）

生物质热解油的精制方法研究进展

ｆｏｒＢｉｏｍａｓｓＣｈｅｍｉｃａｌＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ；ＫｅｙａｎｄＯｐｅｎＬａｂ．ｏｆＦｏｒｅｓｔＣｈｅｍｉｃｌａＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳＦＡ，
・
综述评论— — 生物质能源・
生物质热解油的精制方法研究进展
司展，蒋剑春，王奎
（中国林业科学研究院林产化学工业研究所；生物质化学利用国家工程实验室；国家林业局林产
化学工程重点开放性实验室；江苏省生物质能源与材料重点实验室，江苏南京２１００４２）
中图分类号：ＴＱ３５１文献标识码：Ａ文章编号：１６７３～５８５４（２０１３）０６—００２１ — ０６
ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｏｎＵｐｒａｇｄｉｎｇｏｆＢｉｏ一０ｉｌ
ｓｅｖｅｒａｌｉｍｐｏｒｔａｎｔｐｒｏｃｅｓｓｅｓｓｕｃｈａｓｃａｔａｌｙｔｉｃｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ，ｃａｔａｌｙｔｉｃｐｙｒｏｌｙｓｉｓ，ｃａｔｌｙａｔｉｃｅｓｔｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｓｔｅａｍｒｅｆｏｒｍｉｎｇａｎｄｅｍｕｌｓｉｉｆｃａｔｉｏｎａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｍａｉｎｐｒｏｂｌｅｍｓａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｅｎｄｅｎｃｙｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅａｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｉｏｍａｓｓ；ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ；ｕｐｇｒａｄｉｎｇ；ｂｉｏ — ｏｉｌ

生物质快速热解制取生物油的研究进展

生物质快速热解制取生物油的研究进展作者：刘状廖传华李亚丽来源：《湖北农业科学》2017年第21期摘要：详细介绍了生物质快速热解制取生物油的国内外研究进展，并对生物质热解过程、生物质快速热解反应器和快速热解的影响因素分别进行了阐述。

生物油在未来的能源领域中有着广阔的前景，如何通过高效的热解方法和热解反应器来提高生物质能的利用率，仍是下一步研究的重点。

关键词：生物质能；快速热解；生物油中图分类号：TK6 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）21-4001-05DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2017.21.001Research Progress on Bio-oil Production From Fast Pyrolysis of BiomassLIU Zhuang， LIAO Chuan-hua， LI Ya-li（School of Mechanical and Power Engineering， Nanjing Tech University， Nanjing 211816， China）Abstract： An progresses on bio-oil production from fast pyrolysis of biomass was provided，the processes of fast pyrolysis， reactor and influence factors of fast pyrolysis were expounded. Bio-oil has a broad prospect in the future energy field. How to improve the utilization of biomass energy through efficient pyrolysis method and pyrolysis reactor is still the focus of the next step.Key words： biomass resources； fast pyrolysis； bio-oil随着化石能源的消耗殆尽及环境的日益恶化，能源问题有可能成为未来人类社会的潜在危机。

生物质快速热解技术研究进展与趋势

生物质快速热解技术研究进展与趋势文章综述了国内外快速热解技术的发展现状，并提出了未来快速热解研究方面的主要方向和发展趋势。

标签：生物质能源；快速热解；研究趋势1 引言生物质能源是未来可持续发展能源系统的重要组成部分，是未来化石燃料的替代品之一，其高效转换和洁净利用日益受到全世界的关注。

目前，国外已经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，是一种很有开发前景的生物质应用技术。

作为一项资源高效利用的新技术，生物质快速热解技术逐渐受到重视，已成为国内外众多学者研究的热点课题。

2 国外发展现状国外对于生物质的快速热解做了大量工作，特别是欧、美等发达国家，从20世纪70年代首次进行生物质快速热解实验以来，已经形成较完备的技术设备和工业化系统。

为了方便热解液化方面的学术交流和技术合作，欧洲在1995年和2001年分别成立了PyNE组织（Pyrolysis Network for Europe）和GasNet （European Biomass Gasification Network）组织，前者拥有18个成员国，后者现拥有20个成员国以及8家工业单位成员。

这两大组织在快速热解技术的开发以及生物油的利用方面做了大量富有成效的工作。

国际能源署（IEA）组织了加拿大、芬兰、意大利、瑞典、英国及美国的10余个研究小组进行了10余年的研究工作，重点对这一过程发展的潜力、技术、经济可行性以及参与国之间的技术交流进行了协调，并在所发表的报告中得出了十分乐观的结论[1]。

荷兰Twente于1989年由Van Swaaij和W Prins等人提出并开始研制旋转锥式反应工艺（Twente rotating cone process），到1995年取得初步成功[2，3]。

加拿大Ensyn工程师协会研制的循环流化床工艺在芬兰安装了20kg/h的小规模装置，在意大利的Bastardo建成了650kg/h规模的示范装置[4，5]。

生物质热解技术制备生物油研究现状及展望

生物质热解技术制备生物油研究现状及展望摘要：随着我国国民经济的不断发展，煤炭、石油等不可再生资源的开发程度也在不断增加，给我国带来了较大的压力。

而生物质能源是一种非常重要的可再生资源，如果能够得到深入全面的开发，就能够较好的进行能源替代，解决当前我国社会环境中所产生的能源危机，避免传统能源使用过程中出现的环境污染。

本文先阐述了生物质热解技术的相关内容，接着从热催化剂和生物质热解反应器两个方面来展示了当前这项技术在制备生物油方面的具体现状，最后还对这项技术的未来发展进行了展望。

关键词：生物质；生物油；热解技术；热催化剂在过去我国经济的发展中，很多行业都处于粗放式运作模式，使得我国社会产业的发展都对生态环境带来了较为显著的破坏。

目前我国已经充分认识到了这种经济发展模式所带来的危害与弊端，并寻求一种绿色高效的经济发展新模式。

而生物质热解技术就是符合这种发展模式的重要方法，同时也能够对当前的农业废弃物和各类生物垃圾进行综合处理，最终将其转化为有用的生物油。

在这种情况下，就有必要对生物质热解技术的发展现状进行全方位的分析，并探索其在我国当前社会行业环境中的应用空间。

一、生物质热解技术的相关概述生物质热解技术主要是指将农林废弃物以及其他有机物垃圾，在无氧或者缺氧环境中进行热分解，组中能够生成生物油、木炭、不可冷凝气体等物质。

在具体反应过程中，最终生成物质的比例主要取决于所使用的工艺内容和外部温度条件。

比如温度处于580℃以下的时候，最终生成的物质主要为木炭；温度处于650℃的时候，最终生成的物质主要为生物油；温度处于1100℃以上的时候，最终生成的物质主要为不可冷凝气体。

通过观察生物质热解技术的具体反应过程可以知道，整个技术主要可以分为催化热解和混合热解。

其中前者主要是使用各类催化剂来实现生物油制备过程的高效性，同时也能够兼顾保证最终生物油的质量。

在催化热解过程中，既可以在反应过程中直接接入各类热催化剂，同时也可以先将生物质进行快速热解，然后使用催化剂进行提质。

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。

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，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。

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NOX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%，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）。

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%。

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。

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，CO2 为流化气，石英沙为传热介质，最大液体质量产率达到70%。

戴先文等[2]以木屑为原料，氮气为流化气，采用石英沙作为传热介质，在循环流化床中进行快速热解实验。

当温度为550℃，木屑粒径0.38mm，停留时间0.8s时，液体质量产率为63%。

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生物质快速热解与生物油精制研究进展
王予，马文超，朱哲，陈冠益
（．津大学环境科学与工程学院内燃机燃烧学国家重点实验室，天津３０７；１天００２
２中国科学院广州能源研究所，广东广州５０４）．１６０摘要：文综述了生物质快速热解与生物油精制工艺。阐述了快速热解的机理、艺以及影响因素；绍了生物油的本工介
ＡｂｔａｔＴｅｂｏｓａｔｙｏｙｉｎｐｇａｉｇｔｃｎｌｇｏｉ－ｉｗｒｅｉｗｄｉｈｓｐｐｒｈｅｃｉｎｍｅｈｎｓｓｒｃ：ｈｉｍａｓｆｓｐｒｌｓｓａｄｕ —ｒｄｎｅｈｏｏｆｒｏｏｌｅｅｒｖｅｅｎｔｉａｅ．Ｔｅｒａｔｃａｉｍ，ｙｂｏｏｅａｉｎｌｒｃｓｎｎｕｎｉｇｆｃｏｓｗｅｅｉｔｏｕｅｐｒｔａｏｅｓａｄｉｆｅｃｎａｔｒｒｎｒｄｃｄ，ａｅ１ｈｈｒｃｅｉｔｓａｄｃｍｐｎｎｓｏｉ — ｉｗｒｕｏｐｌｓｗｌ．Ｔｅｃａａｔｒｉｎｏｏｅｔｆｂｏｏｌｅｅｓｍｍｅｓｃｄｕ．Ｔｒｅｐｏｅｓｓｉｃｕｉｇｈｄｏｅａｉｎ，ｃｔｌｔｙｏｙｉａｄｅｌｉｃｔｎ，ａｄｔｅｒｍｅｈｎｓ，ａｖｎａｅｎｐｈｅｒｃｓｅ，ｎｌｄｎｙｒｇｎｔｏａａｙｉｐｒｌｓｓｎｍｕｓｆａｉｃｉｏｎｈｉｃａｉｍｄａｔｇｓａｄｄｓｄａｔｇｓｗｒｌｓｒｔｄｉａｖｎａｅｅｅｉｕｔａｅ．Ｆｎｌｌｉａｌｈｅｏｃｕｉｇｒｍａｋｏｈｏｎｔｒｒｎｉａｅｎｅｏｙ，ｔｒｅｃｎｌｄｎｅｒｓｆｒｔｅｃｍｉｇｆｕｅｗｅｅｉｄｃｔｄａｄｒｃｍｍｅｄｄｕｎｅ．Ｋｅｒｓｂｏｓ；ａｔｐｒｌｓ；ｉ— ｉ；ｐｒｄｎｂｏｅｅｇｙｗｏｄ：ｉｍａｓｆｓｙｏｙｉｂｏｏｌｕｇａｉｇ；ｉ－ｎｒｙｓ
组分与特性；括了目前生物油精制的３种工艺：化加氢、化裂化以及乳化技术，价了这３种工艺的机理、果以概催催评效及优缺点，从３个方面预测了该课题未来的研究方向。并关键词：生物质；速热解；物油；制；物能源快生精生
生物质是指直接或间接来源于各种绿色植物的各类有机物的总称，包括农作物秸秆、林产品加工农残余废弃物、生林、速薪炭林、藻类、畜粪便、市生活垃圾和有机工业废水等Ｊ牲城。生物质能是太阳能以化学能形式储存在生物质中的能量形式，以生物质为载体的可再生能源Ｊ是。生物质能具有可再生性，源稳定、来易燃烧且产生污染物少，一种碳中性的能源＿。生物质能转化技术包括气化技术、是３］液化技术、氧消化、厌高温干馏等。生物质液化技术相比于气化技术，具有较高的热转化率、低的工作温较度等优点。生物质液化制油可通过快速热解、空热解、波热解与高压液化技术实现，中目前最真微其普遍的就是快速热解技术。但是，在常压下快速（闪速）或热解得到的生物油质量差、氧量高、定性含稳差、极性高且热值低；生物油相对分子质量越大，黏度越大，故提高生物油的品质是该技术最需要解决的问题。因此，文着重介绍生物质快速热解技术、物油精制改质技术（化加氢、化裂化以及乳化本生催催
ＷＡＮＧ，ＭＡｅｃａ，ＺＨＵｅＹｕＷｎ— ｈ０Ｚｈ，ＣＨＥＮａ．ｉＧｕｎｙ
（．ｃｏｌｆｎｉｎｅｔｃｎｅａｄＴｃｎｌｇ／ｔｅＫｙＬｂｒｔｙｏＥｇｅ，ｉｊｎｅｓｙＴａｊ（２Ｃｉ；１ＳｈｏｏＥｖｏｍｎｌｉｃｎｅｈｏｙＳｔｅａｏａｒｆｎｉｓＴａｉＵｉｒｔ，ｉｉ３￣／，ｈｎｒａＳｅｏａｏｎｎｎｖｉｎｎ０ａ２ＧａｇｈｕＩｓｔｅｏｎｒｙＣｎｅｉ，ｈｅｅＡａｅｙｏｃｅｃ，ｕｎｚｏ１６０ｈｎ）．ｕｎｚｏｎｔｕｆｅｇｏｖｒｏＣｉｓｃｄｍｆｉｅＧａｇｈｕ５０４，ＣｉａｉｔＥｓｎｎＳｎ
第４５卷第５期
２１年９月０１
ｇｎｅｉｇｏｓｅｃｌＥｎｉｅｒｎ
Ｖｏ．．１４５Ｎｏ５Ｓｅ２１ｐ．０１
・
综述评论 — — 生物质能源・
中图分类号：Ｑ２．９Ｔ４４１
文献标识码：Ａ
文章编号：６３—５５（０１Ｏ０２０１７８４２１）５— ０９— ８
ＰｏｒｓｆＢｉｍａｓＦｓｙｏｙｉｎｇａｉｇＴｃｎｌｇｏｉ —ｉｒｇｅｓｏｏｓａｔＰｒｌｓｓａｄＵｐｄｎｅｈｏｏｙｆｒＢｏｏｌｒ