生物质快速热解液化工艺研究进展
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A1 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。
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。
生物质快速热解液化技术的研究进展_王富丽
广西科学院学报 2008,24(3):225～230Journal of Gua ng xi Academ y of Sciences V ol.24,N o.3 Aug ust 2008收稿日期:2008-01-17修回日期:2008-07-08作者简介:王富丽(1976-),女,硕士,主要从事催化合成反应及其生物质转化研究。
生物质快速热解液化技术的研究进展The Advances in the Liquefaction Technologies of Fast Pyrolysis of Biomass王富丽1,黄世勇1,宋清滨2,黄志民1,黎贞崇1W ANG Fu-li 1,HU AN G Shi-yong 1,SONG Qing-bin 2,HUAN G Z hi-min 1,LI Zhen-chong1(1.广西科学院,广西南宁 530007;2.辽宁林业职业技术学院,辽宁沈阳 110101)(1.Guang xi Academy of Sciences ,Nanning ,Guangxi ,530007,China ; 2.Liaoning Forestry Vocation -Technical College ,Shenyang ,Liao ning ,110101,C hina )摘要: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。
关键词:生物质 快速热解 液化 进展中图法分类号:T K6 文献标识码:A 文章编号:1002-7378(2008)03-0225-06Abstract:The liquefaction technologies of fast pyroly sis of biom ass have obtained g reat advances in the recent years.How ever,there are som e draw backs in the technologies such as incomplete conv ersion of biomass,low using rate of stocks,complex com ponents and low caloric values of bio -oil and difficultly direct utilization .At the same time ,the study on mechanism of biomass liquefaction of fast pyroly sis also lags,which limits the prog ress and promotion of the technologies.As a result,the theory studies can not efficiently instruct the practical project application .Our country starts relativ ely late in the liquefactio n technologies of fast py rolysis of biomass .Therefo re ,for reducing the difference to occident ,it is im portant to increase the inv estment in liquefaction technologies of fast py rolysis of biomass.Key words :biomass,fast pyrolysis,liquefactio n,adv ances 生物质能因其自身具有可再生性、低污染性以及高产量性等优点越来越受到人们的重视。
生物质快速热解液化技术研究进展_朱锡锋
2013 年第42 卷第8 期·833·石油化工PETROCHEMICAL TECHNOLOGY［收稿日期］ 2012 - 08 - 24；［修改稿日期］ 2013 - 05 - 02。
［作者简介］ 朱锡锋（1962—），男，安徽省南陵县人，博士，教授，博士生导师，电话 0551 - 63600040，电邮 xfzhu@ 。
［基金项目］ 国家高技术研究发展计划（863计划）项目（2012AA051803）；国家自然科学基金项目（50930006）；国家科技支撑计划项目（2011BAD22B07）。
特约述评大量使用煤和石油等化石能源不仅导致环境污染，破坏生态系统，而且将加剧化石能源的枯竭，使人类面临能源匮乏的困境。
另外，由于小规模利用生物质炊事取暖的传统方式已不符合现代生活水平发展的需要，近年来，我国农村焚烧秸秆的现象屡禁不止，这一方面造成资源的巨大浪费，另一方面导致环境严重污染。
在此情况下，作为唯一可直接转化为液体燃料的可再生能源，生物质的生化转化技术和热化学转化技术引起国内外学者的广泛关注，其中生物质热解液化技术成为生物质能领域的研究热点，近年来在原料预处理、热解工艺和生物油精制等方面取得了显著进展。
本文从原料预处理、热解工艺和生物油精制3个方面对生物质热解液化技术的最新研究成果进行总结，并指出生物质热解液化技术的未来发展趋势。
1 原料预处理作为最简易的预处理方式，破碎和干燥虽能提高生物质原料的传热性能，降低其含水率并改善其热解特性，但经此简单预处理的生物质原料依然存在水含量高、体积密度小和破碎能耗高等不足，而原料中过多的水分会导致生物油的含水率过高，这不仅降低了其热值，而且影响生物油的稳定性，生物质快速热解液化技术研究进展朱锡锋，李 明（中国科学技术大学 安徽省生物质洁净能源重点实验室，安徽 合肥 230026）［摘要］ 总结了生物质热解液化技术在原料预处理、热解工艺和生物油精制3个方面的最新研究成果。
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]。
浅谈生物质快速热解反应器应用研究进展
浅谈生物质快速热解反应器应用研究进展作者：朱晨来源：《科学与信息化》2020年第22期摘要随着新能源的推广应用，特别是生物质能源在替代传统能源和改善环境质量方面发挥着重大作用。
生物油制备系统的核心设备是热解反应器，在生物质快速热裂解的各种工艺中，反应器类型和加热方式的选择是各种技术路线的关键环节。
本文介绍了生物质快速热解液化反应器的应用现状，指出依然存在关键技术问题未解决，尤其是管道结焦问题。
关键词生物质快速热解;反应器;管道结焦生物质快速热解是当今世界可再生能源利用中前沿技术之一，其主产物是棕黑色的生物质油，热值20-22MJ/kg，在旋转燃烧器里可直接作为燃料使用，也可经精制成为化石燃料的替代物;副产物为焦炭和可燃不凝性气体，焦炭可作为肥料使用，不凝性气体可作为热解反应的热量来源。
随着化石燃料资源的逐渐减少，生物质快速热解液化技术的研究在国际上引起了广泛的兴趣。
在生物质快速热裂解的各种工艺中，反应器的类型及其加热方式的选择在很大程度上决定了生物油的产率和热值。
目前生物质热裂解反应器有旋转锥反应器、循环流化床反应器、烧蚀式反应器、内胆式双热型生物质热解反应器、多级热解反应器、蓄热式生物质热解反应器和斜板槽式生物质裂解反应器等形式。
下文将分别介绍其应用现状。
1 主要反应器应用情况（1）旋转锥反应器。
转锥式生物质闪速热裂解液化装置主要由旋转的外锥、静止的内锥和绝热密闭的外壳组成。
其工作原理是主轴带动外锥旋转，生物质颗粒与过量的惰性载热体颗粒一起进给到外锥的底部，在离心力的作用下，生物质颗粒一边沿着外锥内壁面作螺旋上升运动，一边被惰性热载体颗粒以很高的加热速率加热升到发生热解气化的温度，热解气化成生物燃油蒸气，并在一定的条件下进行冷凝处理即可得到生物质油。
王述洋[1]设计了锥式生物质闪速热解反应器，为经济、高效、环保地利用每年被巨量浪费的农业秸秆、谷物壳皮和林业剩余物等废弃生物质，提供了科学的依据和可行的技术方法和模式。
生物质热解技术研究及其应用前景分析
生物质热解技术研究及其应用前景分析生物质能作为一种可再生资源，在能源领域的应用备受关注。
其中，生物质热解技术是一种重要的转化方式，能够将生物质转化为液体、气体和固体等可利用的产物。
本文将从生物质热解技术的基本原理、近年来的研究进展和未来的应用前景三个方面进行探讨。
一、生物质热解技术的基本原理生物质热解技术是一种将生物质在高温条件下进行裂解、转化的过程。
热解过程中，生物质被加热至一定温度，分解出燃料气、液体油和固体炭等。
其中，得到的燃料气可以用作热电联产等领域的燃料，液体油可以作为燃料直接使用或通过催化裂解转化为化学品，固体炭则可以作为燃料或用于其他领域。
生物质热解技术的基本原理可以归纳为以下两个方面：1.热解动力学过程热解动力学过程是指生物质在热解温度下的物理化学反应过程。
主要包括生物质的干馏、缩合、挥发裂解和裂解产物的再组合等反应。
热解过程中，生物质在高温下分解产生大量气体，但是还会留下部分残留物，主要是炭和灰分。
这些物质对于热解产物的性质和结构具有重要的影响。
2.反应机理反应机理主要包括热解过程中所涉及的化学反应机理和热传递机理。
化学反应机理是指生物质在热解过程中涉及的化学反应，包括分解、缩合和反应区域内的化学反应等。
热传递机理是指能量在反应区域内的传递规律，生物质的热分解是通过热传递来提供反应过程所需的能量。
二、生物质热解技术的研究进展近年来，生物质热解技术的研究越来越受到关注，主要体现在以下几个方面。
1.反应机理研究热解反应机理对热解技术的开发和应用至关重要，因此，对其研究成为目前生物质热解技术领域的研究热点。
已有研究发现，热解反应的速率由以下几个因素决定：温度、反应物浓度、反应物类型和反应物微观结构等。
通过对这些因素的研究，可以帮助优化热解条件，使得反应过程更加高效。
2.反应产物的研究生物质热解过程产生的反应产物包括气体、液体和固体。
已有研究表明，气体产物可包括碳氢气体、甲醛、甲酚和苯等，液体产物可包括醇、酸和酮等，固体产物则主要是炭。
生物质能生物质液化技术的研究与应用
生物质能生物质液化技术的研究与应用一、现状分析1. 生物质资源潜力巨大生物质能作为一种可持续发展的能源资源，具有丰富的资源储备。
生物质主要包括植物、动物、微生物等来自生物体的有机物质，如木材、秸秆、植物纤维等。
根据统计数据，全球生物质资源潜力达到数以百亿吨的规模，具有广阔的开发利用空间。
2. 生物质能液化技术的发展及应用生物质能生物质液化技术是将生物质原料通过化学、热力或生物学方法转化成液体燃料的一种技术。
生物质能生物质液化技术的应用领域包括生物质乙醇、生物柴油、生物天然气等。
目前，生物质液化技术在能源领域得到广泛应用，为替代传统化石能源，减少温室气体排放提供了新的途径。
3. 技术瓶颈和挑战尽管生物质能生物质液化技术具有巨大的潜力和应用前景，但在实际应用过程中仍存在一些技术难题和挑战。
例如，生物质材料的收集、运输、储存等环节存在能源消耗较大、成本较高的问题；生物质能液化过程中的反应条件控制、产物分离纯化等技术难题待解决。
二、存在问题1. 生物质资源利用效率低目前，生物质资源的开发利用效率偏低，主要原因在于采收、运输、储存等过程中存在能源消耗和浪费，导致生物质能液化技术整体能效较低。
2. 生物质液化技术不成熟尽管生物质液化技术已经取得一定进展，但在工业化应用过程中仍存在一些问题，如生产成本高、生产规模小、产物质量不稳定等。
3. 生物质液化产物利用受限当前，生物质能液化产物主要包括生物柴油、生物乙醇等，但由于生产技术和市场需求等方面因素的限制，生物质液化产物的利用存在一定受限。
三、对策建议1. 提高生物质资源综合利用效率针对生物质资源利用效率低的问题，应加大对生物质资源采收、运输和储存等环节的技术改造和优化，减少能源消耗和浪费，提高资源综合利用效率。
2. 推进生物质液化技术研发和应用为了突破生物质液化技术存在的技术瓶颈和难题，应加大研发投入，推动生物质液化技术的创新与进步，提高生产效率和产品质量。
3. 拓展生物质液化产物应用领域为了促进生物质液化产物的广泛应用，应积极开拓生物质液化产物在能源、化工、交通等领域的应用，拓展产品市场，提高产品附加值。
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能 源是人 类 生存 与发 展 的前 提 和 基 础 。石 油 、 煤 炭 等能 源 由于 自身 的有 限性 必 定 会 枯 竭 ， 大量 燃 烧 且 化石 燃料 所排 放 的有害 物质严 重 污染环 境 。面对 能源 和 环境 的双重 压力 ， 物质能 因其 自身 具有 可再生 性 、 生 低 污染性 以及 高 产 量 性 等 优 点 越 来 越 受 到人 们 的重 视 。生 物质快 速热解 液 化将难 处理 的 固体生 物质 废弃 物转 化 为液体 生物 油 ， 于运输 、 存 、 烧 和改性 ， 便 贮 燃 更 好地 利用 了生 物质 原料 ， 轻 了直 接 燃 烧 所 引起 的环 减
质不 高 ， 应用 范 围受 到 限制 。 其
生物 质原料 中纤 维 素 、 纤 维 素 和 木质 素 的 比例 半
对生 物油 的 品质 有 着 显 著 的影 响 。与 木 质 生 物 质 相
比， 农业 残 渣一般 木 质素含 量较 低 ， 而半纤 维素 、 灰分 、 碱金 属含 量 较 高 ， 而其 ｏ／ 比更 高Ｌ 因 ｃ １ 。纤 维 素 大
熟程度 、 种 方式 、 气变 化Ⅲ 均 对 作 物 组 成 耕 节 等
高 收率 可达 ７ ， ５ 副产 品是 焦炭 以及 部分 可 用 于工 艺 供热 的气 体 ， 比其 它裂 解工艺 ， 气和 灰分 等排 放量 相 烟 较少 。液 相 收率 主要取 决于生 物质 类 型 、 裂解 温度 、 高 温气 体停 留时 间 、 炭分 离情况 和 生物质 灰分 含量 ， 焦 后 两项 对气 相裂 解具有 催化 作用 。作 者在 此对 生物 质快
针对利 用 实验 室流 化床 研 究 过 的 一些 生 物 质 原料 ， 总 结 了原 料 及 其 经 流 化 床 快 速 热 解 后 所 得 生 物 油 的 特
在无 氧或 缺 氧条件 下使 生物质 发生 热分 解转 化为 更加 高效 的能 源形 式 ， 生物 质热解 研究 的核 心 ， 中 是 其 高液 相 收率 的快速 热解 液化工 艺更 是受 到研究 者 的广
基金项 目： 家 高技 术研 究发 展 计 划 （６ 国 ８ ３计 划 ） 助 项 目 （ ０ ９ 资 ２ ０ ＡＡ０ Ｚ ０ ） 高 等 学 校 博 士 学 科 点 专 项 科 研 基 金 资 艺研 究进 展
隋倩倩 ， 忠连 。 杨 汪 娟 ， 少敏 。 刘 王 君， 陈明 强
（ 安徽 理 工大 学化 学工程 学 院 ， 安徽 淮南 ２ ２ ０ ） ３ ０ １
摘 要 ： 近 期 国 内外 快 速 热 解 液 化 工 艺研 究 进 展 进 行 了 回顾 。 分 别 对 生物 质 原 料 、 应 器 类 型 、 物 质 炭 与 灰 分 对 反 生 的 分 离 、 解 产 物 收 集以 及 生 物 油 产 品 特 性 等 方 面 的 研 究 进 行 了论 述 和 分 析 ， 出 了生 物 质 快 速 热 解 液 化 的研 究 方 向 。 热 指 关键 词 ： 速 热 解 液 化 ； 裂 解反 应 器 ； 物 油 ； 快 热 生 生物 质 炭 ； 分 ； 凝 灰 冷
泛关 注 。 生物 质快 速热 解 液 化工 艺 流 程 包 括原 料 预 处 理 、
热裂 解 、 灰分 离 、 态物 冷凝 和生 物油 收集 ［ 。以干 炭 气 ２ ］
物料 为原 料获 得 的主要 产 品是 液相 油 （ 即生 物油 ） 最 ，
性 。尽 管很 难对 其规 律 进 行 归 纳 ， 但木 质 原 料 所 得 的 生物 油一 般 Ｃ、 Ｈ ０ 含 量较 高 。生 物 质 物种 ［ 、 Ｈ、 ８ 成 ］
亿 爹 与 生
Ｚ程 ２１， Ｉ９ ｏ３ ０２Ｖ ． ． ｏ２ Ｎ
Ｃｈ ｍｉｔｙ ＆ Ｂｉｅ ｇ ｎ ｅ ｉｇ ｅ ｓｒ ｏ ｎ ｉｅ ｒｎ
综述专论■
ｄ ｉ １ ． ９ ９ ｊ ｉｓ ． ６ ２ ５ ２ ． ０ ２ ０ ． ０ ｏ ：０ ３ ６ ／．ｓ ｎ １ ７ — ４ ５ ２ １ ． ３ ０ １
境污 染 。
１ 生 物 质 原 料
快 速 热解液 化工 艺 通 常要 求 原 料 干燥 （ 水 率低 含 于 １ ） ］ 以减少 产物液 相 油 中水 含量 ； Ｏ／ ［ ， ９ ３ ６ 另外 需 要 研 磨 原料 ， 颗粒粒 径 足 够 小 （ ３ ｍｍ） 以确 保 快 速 反 使 ＜ ， 应 、 速热解 、 速 高效 地 分 离 炭灰 、 速 降 温 收 集 液 快 快 快
相产 品 。
研 究 者 已对 数 百种 生 物 质 原料 进 行 了筛 查 ， 括 包 农 业废 弃物 （ 如稻 草 、 橄榄核 、 坚果 壳 、 棉秆 Ｌ ） 能源作 ４、 物 （ｎ 草 、 粱 、 藻［ ） 林 业 废 弃 物 （ 树 皮 、 ｉ芒 高 海 ５ 、 如 木 屑［ ） 固体废 弃物 （ 污水 、 泥 、 ６、 如 污 皮革 废 料 ） ， 常 等 但 选 用木 质生 物质作 为原 料进 行 实验 研 究 。Ｂ ｔ ｒ等 ］ ｕｌ ｅ
速热 解液 化工 艺 中生物 质原料 、 反应 器类 型 、 生物 质炭 与灰 分 的分离 、 热解 产 物 收集 及 生 物 油 产 品特 性 等 方 面 的研究进 展 进行 了综述 。
有影 响 ， 而造成 了生物油 物理 、 进 化学 特性 的不 同 。其 中水 生植 物是个 特 例［ 因为 其 具有 高灰 分 、 Ｏ、 １ 引， 高 Ｎ 含量特 性 ， 作为 生物 质 原料 进 行 快 速 热解 时生 物 油 品