生物油中固体颗粒物的特性分析
生物质颗粒燃料在锅炉中的硫氧化物排放特性及其对环境影响分析
生物质颗粒燃料在锅炉中的硫氧化物排放特性及其对环境影响分析生物质颗粒燃料作为一种清洁能源，在取代传统化石能源的过程中得到了越来越广泛的应用。
然而，生物质颗粒燃料在锅炉中燃烧时会产生硫氧化物等大气污染物，对环境和人类健康造成潜在影响。
因此，对生物质颗粒燃料在锅炉中的硫氧化物排放特性及其对环境的影响进行深入研究，对于推动清洁能源的可持续发展具有重要意义。
一、生物质颗粒燃料的硫氧化物排放特性生物质颗粒燃料是指利用农林废弃物、秸秆、木屑等生物质资源经过处理后形成的固体燃料，具有可再生和环保的特点。
在锅炉中燃烧生物质颗粒燃料时，会产生硫氧化物、氮氧化物和颗粒物等大气污染物。
其中，硫氧化物是主要来源于生物质燃料中的硫元素，主要为二氧化硫（SO2）和硫化氢（H2S），它们的排放量取决于生物质颗粒燃料中硫含量的多少以及燃烧工艺的控制情况。
研究表明，生物质颗粒燃料在锅炉中燃烧时，硫氧化物的排放主要受到燃料特性、燃烧温度、空气过剩系数等因素的影响。
其中，燃料中的硫含量是决定硫氧化物排放量的重要因素，硫含量较高的生物质燃料会导致更多的硫氧化物排放。
此外，燃烧温度的升高和空气过剩系数的减小也会增加硫氧化物的排放量。
因此，在实际生产中，通过控制生物质颗粒燃料的硫含量、优化燃烧工艺等措施，可以有效降低硫氧化物的排放量，减少环境污染。
二、硫氧化物对环境的影响硫氧化物是大气中的有害气体之一，它们会对大气环境和人类健康造成严重影响。
首先，硫氧化物排放到大气中后会与水蒸气和氧气发生化学反应形成硫酸雾或硫酸颗粒，造成酸雨的形成。
酸雨会对土壤、水源和植物等生态系统造成破坏，影响农作物生长和水质安全。
其次，硫氧化物还会与氮氧化物反应生成硫酸盐和硝酸盐等细颗粒物，对人体健康造成危害，引发呼吸道疾病和心血管疾病。
针对硫氧化物对环境的影响，国际上采取了一系列的减排措施，包括加强燃煤电厂和工业企业的减排技术改造、推广清洁能源替代、加强大气污染物监测和管理等。
生物质颗粒制备技术中杂质及其对排放特性影响分析研究
生物质颗粒制备技术中杂质及其对排放特性影响分析研究1. 研究背景与意义生物质颗粒作为一种清洁可再生能源，具有广泛的应用前景，可替代传统化石燃料，减少对环境的污染。
然而，在生物质颗粒制备技术中，难以避免的存在着各种杂质，这些杂质会直接影响生物质颗粒的质量和燃烧性能，甚至对排放特性产生重要影响。
因此，对生物质颗粒制备技术中杂质及其对排放特性的影响进行深入研究，有助于提高生物质颗粒的质量，减少环境污染，推动清洁能源的发展。
2. 生物质颗粒制备技术及存在的杂质生物质颗粒的制备技术主要包括磨碎、压制和烘干等过程。
在这些过程中，不可避免地会引入各种杂质，如灰分、水分、挥发分等。
其中，灰分是指在生物质颗粒中不可燃的无机物质，如果灰分含量过高会降低颗粒的燃烧效率；水分是制备过程中不能完全除去的水分，高含水率会导致颗粒不易燃烧；挥发分则是指在燃烧时释放出来的气体和液体。
这些杂质会影响生物质颗粒的物理性质和燃烧特性。
3. 杂质对生物质颗粒质量的影响杂质对生物质颗粒的质量有着直接的影响。
首先，灰分含量过高会导致颗粒的灰化温度降低，降低了燃烧温度，使得颗粒燃烧时易产生大量的灰渣，降低了燃烧效率。
其次，水分含量过高会降低生物质颗粒的热值，增加颗粒的质量损失，降低了燃烧效率。
此外，挥发分的含量与生物质颗粒的易燃性有直接关系，挥发分含量过高会使得颗粒易燃，燃烧时产生大量的烟尘和有害气体，增加了环境污染。
4. 杂质对生物质颗粒燃烧排放特性的影响杂质不仅影响了生物质颗粒的物理性质，还对燃烧排放特性产生了重要影响。
高含灰率的颗粒在燃烧时释放出大量的灰渣，增加了颗粒的颗粒物排放量；高含水率的颗粒会使得燃烧时释放更多的水蒸气，增加了燃烧排放的湿度；高挥发分含量的颗粒在燃烧时释放大量的有害气体，如一氧化碳、二氧化硫等，增加了燃烧排放的有害气体排放量，对环境造成了污染。
5. 生物质颗粒制备技术中杂质对排放特性影响的研究方法为了研究生物质颗粒制备技术中杂质对排放特性的影响，可以通过实验室试验和数值模拟相结合的方法进行。
生物质颗粒燃料
生物质颗粒燃料一、概述生物质颗粒燃料即以农作物、林木及其副产品等生物质为基础，经过加工制成的一种固体燃料，是一种绿色、清洁、可再生的能源产品。
生物质颗粒燃料具有高效燃烧，热容量大、稳定，但易于储存和运输等特点，是一种重要的替代化石能源的绿色能源。
二、生产工艺生物质颗粒燃料的生产主要包括原料加工、颗粒燃料制备与包装等环节。
其详细流程如下：1.原料加工主要包括：去籽、破碎、干燥、筛分、调配等环节。
其中，去籽是为了去除颗粒中的杂质和植物皮屑，以保证颗粒的质量；破碎是将颗粒状的生物质物理碎化，提高颗粒的制粒率与密度，并加快干燥速度；干燥是将颗粒内的水分去除，以保证颗粒的质量和生产效率；筛分是将干燥后的颗粒分级，以满足不同颗粒大小的需求；调配是将不同种类、不同配比的生物质原料配比，以满足客户需求。
2.颗粒燃料制备主要包括：颗粒机成型、冷却、包装、质检等环节。
颗粒机成型是将经过原料加工后的生物质压制成颗粒状，成型后的颗粒密度高，热值高，燃烧稳定；冷却是为了降低颗粒的温度，提高颗粒的硬度和密度，增加包装的稳定性；包装是将颗粒进行包装，以便储存和运输；质检是对生产过程进行质量控制的环节。
三、特点与优势1.环保生物质颗粒燃料是一种绿色的、环保的能源，其燃烧时产生的二氧化碳排放量与生物质的吸收量持平，对环境几乎没有污染。
2.可持续性生物质颗粒燃料的原料主要来自于农作物、林木等可再生资源，与化石能源相比，生物质颗粒燃料的可再生性更强，未来可持续发展性更优。
3.高效生物质颗粒燃料具有高效燃烧、热容量大、稳定等特点，可用于工业生产和民用取暖，其运输、储存便利，易于使用。
4.经济性生物质颗粒燃料的生产和使用成本相对较低，未来可望成为经济和环保兼备的能源形式。
四、应用领域生物质颗粒燃料可广泛应用于工业、民用和农业等领域，如：1.工业领域可用于锅炉、干燥机等热能设备的燃料，也可作为化学原料、重质油替代品等。
2.民用领域可用于取暖、热水、厨房燃气灶等，是一种清洁、安全、经济的家用燃料。
生物质颗粒燃料在锅炉中的硫氧化物排放特性及其对环境影响分析
生物质颗粒燃料在锅炉中的硫氧化物排放特性及其对环境影响分析1. 生物质颗粒燃料的来源和特性生物质颗粒燃料是一种可再生能源，可以从各种生物质原料中生产，如木屑、废弃农作物秸秆、玉米梗等。
生物质颗粒燃料具有高热值、低灰分、少挥发分和环保等特点，因此在替代传统煤炭等化石燃料方面具有很大潜力。
2. 生物质颗粒燃料在锅炉中的应用及硫氧化物排放情况生物质颗粒燃料在锅炉中的应用越来越广泛，然而其燃烧过程中仍然会产生硫氧化物等有害气体。
硫氧化物是指硫化氢和二氧化硫这两种气体，它们会对大气环境和人体健康造成危害。
3. 硫氧化物排放对环境的影响硫氧化物排放主要来源于燃煤和燃油等化石燃料的燃烧，但生物质颗粒燃料中也存在一定的硫含量，其燃烧过程也会产生硫氧化物。
这些气体一旦排放到大气中，容易与水蒸气和氧气反应形成硫酸雾，从而造成酸雨的形成，对土壤和水质造成污染，影响植被生长，破坏生态平衡。
4. 减少硫氧化物排放的措施为了减少硫氧化物的排放，可采取以下几种措施：(1) 使用低硫生物质颗粒燃料：选择硫含量较低的生物质颗粒燃料作为锅炉的燃料，可以有效降低硫氧化物排放量。
(2) 燃烧前预处理：采取燃烧前对生物质颗粒燃料进行预处理，如洗涤等，可以去除部分硫分，减少硫氧化物排放。
(3) 增加燃烧效率：提高锅炉的燃烧效率，减少未完全燃烧产生的废气，也可以降低硫氧化物排放量。
5. 硫氧化物排放对环境的影响与对策硫氧化物排放对环境的影响主要体现在酸雨的形成和对植被、土壤和水质的污染。
为了减轻硫氧化物排放对环境的影响，可以采取以下对策：(1) 加强监测和管理：建立严格的排放标准和监测体系，对生物质颗粒燃料的硫氧化物排放进行监测和管理，及时发现和解决问题。
(2) 推广清洁能源：加大清洁能源的推广力度，减少化石燃料的使用，减少硫氧化物等有害气体的排放。
(3) 提倡绿色生产：鼓励生物质颗粒燃料生产企业实行绿色生产，减少生产过程中的污染物排放，保护环境。
生物油性质及技术发展分析
1980
1990
1990年左右，欧美一些 国家开始建设速热解示 范性工厂或试验台。
1995
2000
2000年左右，中国各科 研机构纷纷开始对生物 质热解设备的研发。
2005
2010
近期，中国一些科研机构 也开始研发生物油的深加 工技术。
生物质液化技术在世界上还属于新技术，生产工艺上尚有很多问题有待解决和完善。 中国在生物油热解液化设备研究方面明显落后于国外，国内开发的反应器主要以接触式和混合式为主，具有代 表性的是流化床式反应器和旋转锥反应器。目前我国热解液化工艺整体上尚有许多需要改进之处。 国外对生物油深加工的研究早已展开，但是暂时没有取得突破性进展。 中国在生物油深加工方面的研究尚处于起步阶段，研发的机构不多。东北林大、中科大、山东理工对生物油与 柴油混合制备乳化油技术进行了研究，但短期内无法取得突破性进展。
2010-05-31
Page 1
4.1 生物油简介
生物油是指在中温(500～600℃)、隔绝氧 生物油 气的条件下将生物质(木材、秸秆等)颗粒物 迅速加热使其裂解，再迅速冷凝后得到的一 种棕黑色液体。它具有原料来源广泛、可再 生、便于运输、能量密度较高等特点，是一 种潜在的液体燃料和化工原料。 生物油的组成和理化性质受多个因素影响， 生物油的组成和理化性质 如原料种类、含水量、反应器类型、反应参 数、产物收集方法等，但不同途径制得的生 物油仍具有一些共同的性质，如水分含量高、 含颗粒杂质、黏度大、稳定性差、有腐蚀性 等，这与传统石化燃料(柴油、汽油)有很大 不同，也给生物油用于柴油机带来了很多困 难。 生物油用途 生物油作为燃料可用于窑炉、锅炉等产热设备，将生物油用于柴油机也具有很大应用前景，对减少柴油消耗、缓解高品 质燃料油供应紧张有重要意义。 生物油能完全溶于酒精，掺入少量酒精可极大地提高燃料性质，降低粘度，增强稳定性，利用乙醇，增加了其价格低的 优点，与商用级别的乙醇相比，这些混合产品更有利于环保。 生物油不溶于柴油，但它可被柴油乳化，加拿大和意大利一些科学家致力于用表面剂使生物油和柴油乳化，将10%至 30%的生物油加入柴油中能提高其稳定性、防腐性、粘度、十六烷值，类似于纯柴油。 通过催化重整可提升生物油品质，将其转变同石油一样的性能。生物油可被气化或转变成人造气，生物基的合成生物柴 油或生物甲烷，合成气可直接用于SO或PEM燃料，合成柴油可用在普通的石油引擎。 热解液化副产品碳灰可制作有机化肥，占产出物质的15%-20%。
生物颗粒的形貌特征研究与应用
生物颗粒的形貌特征研究与应用生物颗粒是一种微小的固态物体，由生物体自然形成。
生物颗粒的形貌特征以及其在生物学、材料学和环境科学等多个领域的应用备受关注。
本文将从形貌特征和应用两个方面探讨生物颗粒的研究和应用。
一、形貌特征生物颗粒的形状、大小和表面结构等特征在其应用中起着至关重要的作用。
通常，生物颗粒可以分为有机和无机两种。
有机颗粒主要由蛋白质、核酸和多糖等生物大分子组成，如细胞、细胞器和病毒等。
无机颗粒则由无机物质如矿物质、硅质和钙质等构成。
无论是有机还是无机颗粒，都具有不同的形貌特征。
1. 有机颗粒有机颗粒是由生物大分子构建的，因此其形态、大小和结构等特征与生物分子的自然属性有关。
例如，细胞分裂过程中形成的有机颗粒就有很多的形态特征，如球状、螺旋状、棒状、板状等。
其中，微生物细胞则更加复杂，其形状和大小取决于其不同的种类和生长环境，如球菌、链球菌、弧菌等。
此外，有机颗粒还存在着一些微小的结构形态，如细胞核、线粒体、溶酶体等。
2. 无机颗粒无机颗粒通常由自然的矿物质构成，其形态也随之改变。
例如，矿物颗粒可以呈现为不同的晶体形状和尺寸，如方钠石、方铅矿等。
此外，无机颗粒的表面结构也有许多不同的形态，例如纳米线、纳米球、纳米片等。
二、应用生物颗粒的形貌特征不仅在生物学中有重要应用价值，还在材料学、环境科学、电子学等多个领域得到广泛应用。
1. 材料科学生物颗粒在材料科学中的应用主要涉及生物纳米技术和仿生材料。
其中，由于生物颗粒的迷你大小和多变形态，其被视为制造生物纳米材料的新方法。
生物纳米技术主要应用于生物传感器、纳米管和柔性电子等领域，从而提高了材料学的水平。
2. 环境科学生物颗粒在环境科学中的应用主要涉及污染物的利用和监测。
例如，纳米颗粒被用于吸附和转化废水中的重金属离子和有机物质，从而解决了污染问题。
同时，生物颗粒也被用于监测以及分析环境污染，例如大气中颗粒物和水中的溶解物等。
3. 电子学生物颗粒在电子学中的应用主要涉及光子、生物传感器和计算机处理器等领域。
生物质热解过程中的产物特性
生物质热解过程中的产物特性生物质热解是一种将生物质在缺氧或无氧条件下加热分解的过程，通过这一过程可以得到多种有价值的产物。
这些产物具有各自独特的特性，对于能源利用、化工生产和环境保护等领域都具有重要意义。
生物质热解的产物主要包括生物油、生物炭和不可冷凝气体。
生物油是一种复杂的混合物，包含了数百种有机化合物。
它具有较高的能量密度，但同时也存在一些缺点，如稳定性差、腐蚀性强和含水量高。
生物油中的化学成分非常丰富，包括羧酸、醇、醛、酮、酚类和酯类等。
这些成分的比例和种类会受到生物质原料的种类、热解条件（如温度、加热速率和停留时间）等因素的显著影响。
例如，以木质生物质为原料得到的生物油中酚类化合物的含量相对较高，而以农作物废弃物为原料得到的生物油中则可能含有更多的羧酸和酯类。
生物炭是生物质热解的另一个重要产物。
它是一种富含碳的固体物质，具有多孔结构和较大的比表面积。
这些特性使得生物炭在土壤改良、碳封存和污染物吸附等方面表现出优异的性能。
生物炭的孔隙结构可以为土壤中的微生物提供栖息和繁殖的场所，从而改善土壤的肥力和结构。
同时，生物炭能够吸附土壤中的重金属和有机污染物，降低它们的迁移性和生物有效性，减少对环境的危害。
此外，生物炭中的碳相对稳定，可以在土壤中长时间存在，从而实现碳的长期封存，有助于缓解气候变化。
不可冷凝气体是生物质热解过程中产生的另一种产物，主要成分包括一氧化碳、氢气、甲烷和二氧化碳等。
这些气体具有较高的热值，可以作为燃料直接使用，或者用于合成其他化学品。
其中，氢气是一种清洁的能源载体，具有广阔的应用前景。
通过优化热解工艺条件，可以提高不可冷凝气体中氢气的含量，从而提高其利用价值。
在生物质热解过程中，温度是影响产物特性的关键因素之一。
一般来说，随着热解温度的升高，生物油的产量会先增加后减少，而生物炭和不可冷凝气体的产量则会相应增加。
这是因为在较低温度下，生物质主要发生解聚和脱水反应，生成较多的生物油；而在较高温度下，生物油会进一步分解为小分子气体和焦炭。
生物质燃油碳烟颗粒的形貌、结构与组分表征
生物质燃油碳烟颗粒的形貌、结构与组分表征张斌;胡恩柱;刘天霞;胡献国【摘要】通过微乳化工艺分别把不同含量的精制生物质裂解油与柴油进行混合(micro-emulsified biomass fuel, MEBF)，研究了该类燃油碳烟颗粒的形貌与结构，并对其组分进行了表征。
结果表明：该类燃油碳烟的一次颗粒形貌均为球形，而且一次颗粒之间互相连接构成链状团聚物。
同时，精制生物质裂解油含量为20%（质量）（BS20）的混合油碳烟颗粒的平均粒径最小，约为32 nm，其他含量混合油碳烟颗粒的平均粒径均在38 nm左右。
BS30石墨化程度高于其余碳烟，且BS20颗粒表面C O和C—O—C基团含量较高，可能归因于混合油燃烧过程中复杂含氧组分的氧化程度不同。
%Emulsified biomass fuels were prepared via micro-emulsified technology. The morphology, structure and composition of soot particles formed from combusting three kinds of micro-emulsified biomass fuel (MEBF) BS10, BS20 and BS30 in which the content of refined biomass oil were 10%(mass), 20%(mass) and 30%(mass) respectively were characterized using a series of surface analysis tools, and compared with diesel soot particles (DS). The results showed that the morphology of primary soot particles for all three kinds MEBF is spherical and their aggregates are all chain-likes. The average primary particle diameter is smaller for BS20 (32 nm) than for DS (38 nm), BS10 (39 nm) and BS30 (37 nm), while the graphitization degree of soot particles is higher for BS30 than for DS, BS10 and BS20. Besides, the contents of C O and C—O—C functional groups on the surfaces of BS20 particles are higher than thoseof others. These phenomena possibly were ascribed to the variances ofoxidization degree of fuels which involved different oxygen-rich components.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】8页(P441-448)【关键词】生物质燃油;碳烟颗粒;显微结构;表面;组分【作者】张斌;胡恩柱;刘天霞;胡献国【作者单位】合肥工业大学化学与化工学院，安徽合肥 230009;合肥工业大学机械与汽车工程学院，安徽合肥 230009;合肥工业大学机械与汽车工程学院，安徽合肥 230009;合肥工业大学机械与汽车工程学院，安徽合肥 230009【正文语种】中文【中图分类】TQ038.7引言面对能源和环境的双重压力，科学家们纷纷投入到新能源燃料的研究当中[1-5]。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
文章编号:0253鄄2409(2012)05鄄0533鄄05摇收稿日期:2011鄄07鄄11;修回日期:2011鄄09鄄27。摇基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划,2007AA05Z456)。摇联系作者:赵增立,研究员,E鄄mail:zhaozl@ms.giec.ac.cn。摇作者简介:张伟(1987鄄),男,河北邢台人,硕士生,主要从事生物质热解液化研究,E鄄mail:weizhang@ms.giec.ac.cn。
生物油中固体颗粒物的特性分析张摇伟1,2,赵增立1,郑安庆1,常摇胜1,李海滨1(1.中国科学院广州能源研究所中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室,广东广州摇510640;2.中国科学院研究生院,北京摇100049)
摘摇要:利用电感耦合等离子体发射光谱、红外光谱分析和X射线衍射对不同固体颗粒物样品的特性进行了研究。结果表明,生物油中的固体颗粒物主要由焦炭颗粒、灰分和少量高分子有机物组成,其中,灰分主要包括多种金属元素和一定量SiO2
,有机物主要是具有木质素结构的低聚物。不同热解工艺的固体颗粒物样品特性也不同。循环流化床工艺制取的生物油
中固体颗粒物含量较高。此外,固体颗粒物样品中的金属元素含量受到热解原料种类的影响。关键词:生物油;固体颗粒物;组分中图分类号:TK6摇摇文献标识码:A
Characteristicsofsolidparticleinbio鄄oilZHANGWei1,2,ZHAOZeng鄄li1,ZHENGAn鄄qing1,CHANGSheng1,LIHai鄄bin1(1.KeyLaboratoryofRenewableEnergyandGasHydrate,GuangzhouInstituteofEnergyConversion,ChineseAcademyofSciences,Guangzhou摇510640,China;2.GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing摇100049,China)
Abstract:Thequalityofbio鄄oilisaffectedbysolidparticles.X鄄RayDiffraction,FourierTransformInfraredSpectroscopyandInductivelyCoupledPlasmawereusedtoinvestigatefeaturesoftheparticles.Theresultsshowthatthecontentofparticlesvarieswithpyrolysistechnology,andtherearemoreparticlesinbio鄄oilobtainedfromcirculatingfluidizedbed.Theparticlesmainlyconsistofchar,ashandasmallamountoforganicpolymer.ThemajorcomponentsoftheasharemetalelementsandSiO2
,whileofthepolymerisoligomerwithligninstructure.
Thecontentofmetalelementsisinfluencedbythecharacteristicsofrawmaterialforpyrolysis.Keywords:bio鄄oil;solidparticle;componentanalysis
摇摇随着化石能源的日渐枯竭,环境问题的日益严重,各国政府都将发展可再生能源作为重要的发展战略目标[1]。生物质能是可再生能源的重要组成部分,其作为一种环境友好型能源,已引起越来越多的研究者关注[2]。其中,生物质快速热解液化技术容易实现连续化生产和工业化应用,可将生物质转化为能量密度高的液态燃料,成为当今可再生能源领域中的前沿技术之一[3~5]。生物质快速热解液化的主要产物是生物油,此外还有一部分可燃气体和固体炭生成。在快速热解过程中,生物质原料中的大部分灰分会存留在热解焦颗粒中,虽然通过旋风分离可以有效的去除10滋m以上的颗粒,而更细微的颗粒难免会被热解蒸气夹带到生物油中[5,6]。在生物油应用于锅炉、燃气轮机等设备时,固体颗粒物的存在会引起喷嘴的积炭、堵塞和腐蚀[7]。此外,固体颗粒物中的灰分在热解过程中对二次裂解反应起催化作用,降低了生物油的产率[8,9]。生物油中的固体颗粒物对生物油的老化反应具有一定的促进作用,导致生物油的老化加速[10,11]。因此,降低生物油中固体颗粒物
的含量对提高生物油的稳定性十分重要。目前,世界各国关于生物油中固体颗粒物的研究主要是测定其含量,作为考察生物油稳定性的一项评价参数[12],而关于固体颗粒物的特性及形成机理的研究
报道较少。本实验分析了从三种不同生物油中提取出的固体颗粒物的基本物理化学特性,根据其组分对固体颗粒物的形成机理进行推断,为固体颗粒物对生物油的稳定性影响提供了理论依据,以提高生物油的稳定性。1摇实验部分
1.1摇实验原料摇实验所用原料的1号和2号生物油为自行研制的鼓泡流化床反应器所制得,热解工艺条件为,进料速率10kg/h,蒸气停留时间1.0~2.0s,1号生物油的热解原料为松木,热解温度为
第40卷第5期2012年5月
燃摇料摇化摇学摇学摇报
JournalofFuelChemistryandTechnologyVol.40No.5
May2012520益,2号生物油的热解原料为蔗渣,热解温度为520益。实验所用的3号生物油为广州某公司提
供,热解反应器为循环流化床,工艺条件为,进料速率200kg/h,蒸气停留时间1.0~2.0s,热解原料为木粉,热解温度为500益。生物油的元素分析和物理特性见表1。表1摇生物油样品的元素分析和物理特性Table1摇Ultimateanalysisandphysicalpropertiesofbio鄄oil
Bio鄄oilUltimateanalysisw/%CHO*NSQHHV/MJ·kg-1
pH
valueViscosity/(mm2·s-1)Solidscontentw/%
No.143.767.8848.110.030.2216.483.114.950.32No.239.687.4652.710.030.1215.023.143.690.38No.342.647.4049.850.020.0916.302.35196.402.30
*bydifference
1.2摇固体颗粒物的提取摇称取一定量的生物油样品,参照文献[12]步骤进行操作:按照样品与溶剂比约为1颐10的比例将生物油样品溶于无水乙醇溶剂(分析纯)中;采用孔隙为1滋m的玻璃纤维滤纸
(Scleicher&ScheullGF50,渍47mm),将滤纸粗糙的一面朝上并用无水乙醇溶剂浸湿,放置于抽滤漏斗中;真空抽滤,完成后反复用无水乙醇溶剂洗涤,直至滤液澄清;将滤纸至于空气中干燥15min后,在烘箱内105益下干燥30min,置于干燥皿中冷却称重;将滤纸用无水乙醇超声洗脱,洗脱液蒸干后可获得固体颗粒物样品。1.3摇分析方法摇元素分析:采用Elementar元素分析仪(型号VarioELCHNOS)进行元素分析,其中,C、H、N和S元素由仪器直接测出,O元素通过差减法得出。灰分参照GB/T7702.15鄄2008进行测定。金属元素分析:将采集有固体颗粒物的滤纸和一张空白滤纸分别置于试管中,各加入3mLHNO3和1mLHClO4溶液,冷态浸泡24h,加热至180益,直至样品溶解良好,然后定容至10mL待测。使用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP,型号为IRIS1000)测定其中的Al、Ca、Cr、Cu、Fe、K、Mg、Mn、Pb、Ti、Zn等金属元素的质量分数。采用高氯酸脱水质量法进行测定SiO2的含量。FT鄄IR光谱分析:加入少量固体颗粒物样品于溴化钾粉末中,反复研磨后将其压片,在TENSOR27型傅里叶红外光谱仪上测定其IR透射谱。X射线衍射分析:采用荷兰PANalytical公司X爷Pert鄄PROMPD型X射线衍射仪(XRD)进行物相分析。实验时,使用Cu靶和石墨单色器,管电压40kV,管电流30mA;5~80毅扫描,扫描速率8毅/min。
2摇结果与讨论2.1摇固体颗粒物的元素组成摇2.1.1摇固体颗粒物的元素分析摇样品的主要元素
分析见表2。由表2可见,三种固体颗粒物样品中的C元素含量最高,均超过了60%,这可能是因为固体颗粒物中含有大量的热解焦颗粒。固体颗粒物样品中还存在少量的H和O,说明固体颗粒物存在有含氧官能团的有机物。1号和2号固体颗粒物样品的灰分相对含量较高,其中,2号样品的灰分相对含量最高,这是因为原料中蔗渣的灰分含量比松木高;3号固体颗粒物样品的灰分相对含量最低。根据表1可知,3号生物油的固体颗粒物含量显著高于1号和2号生物油样品,所以3号固体颗粒物样品的灰分绝对含量是最高的,这说明循环流化床热解工艺中床料的重复利用会导致生物油中固体颗粒物的灰分绝对含量增加,而高含量的灰分会加速生物油的老化、结焦导致生物油的固体颗粒物含量增大,生物油的黏度增大。
表2摇固体颗粒物的元素分析Table2摇Ultimateanalysisofsolidparticlesamples(dryash鄄freebasis)
SolidparticleUltimateanalysisw/%CHO*NSAshw/%SiO2w/%
No.172.1011.9015.420.040.0611.905.35No.267.8316.4421.530.050.0116.445.54No.370.237.6222.360.060.037.621.58摇摇摇摇*bydifference
435摇燃摇料摇化摇学摇学摇报第40卷