热解生物质制油技术

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生物质热解油的性质和精制

生物质热解油的性质和精制

生物质热解油的性质和精制摘要:生物质属于人类的第四大能源来源,并且也属于一种可再生的资源,生物质在进行热化学转换的时候所发生的作用就是热解,其中热解可以分成快速热解以及慢速热解,现阶段研究最多的就是快速热解,最主要的局势能够得到生物油产品。

本文对于热解油的性质以及热解油的精制进行了详细的研究,通过研究能够明确能够对于热解造成影响的因素。

关键词:生物质;热解;生物油;精制引言现阶段我们面临着一个比较大的挑战,那就是能源危机。

生物质是一种比较稳定的资源,并且也是一种比较安全的资源,当进行转化之后,能够生产出比较多的能源,通过催化热解生物质能够得到生物油。

不过通过和矿物油的对比能够看出,生物质油还是存在比较多的不足,比如含水量比较高,并且酸度比较高,燃烧性比较差,本文对于生物质油所存在的问题进行了详细的分析,并且提出了相应的解决措施,这样可以确定出更加完善的工艺。

一.生物质热解油的特点所谓的生物质热解油指的就是生物质在隔绝空气的情况下经过热解进而得到的一种产物,通过对于热解条件的调整可以增强生产的效率。

现阶段的生物质在进行快速热解的时候还不能达到热力学平衡,所以得到的热解油质量一般。

随着温度的持续增加,热解油的黏度也会持续增加,要是温度过高就会产生聚合反应。

不仅如此,生物质热解油酸性较强,有一定的腐蚀性,要是热值较低,就会增加固体杂质的含量。

不过得到的生物质油稳定性较差,不可以当作燃料。

现阶段为了增强生物质油的稳定性,会采取一定的物理反应以及化反应,这样可以显著的增强生物质油的品质,进而得到更加广泛的使用。

1.1生物质热解油的理化性质通过对于生物质热解油的观察可以看出这是一种黑色的或者是黑褐色的粘稠液体。

主要是热解生物质里面的纤维素、半纤维素以及木素质得到的,通过研究能够看出,生物质的类别,热解的条件以及所选择的分离形式都会影响到生物质热解油的理化性质。

生物质热解油和一般的石油在性质上有着比较大的区别,并且也会使得热解油和石油在物理性质方面以及化学性质方面都存在一定的差异。

生物质制油

生物质制油

生物质热裂解制生物油摘要:生物质热裂解技术是目前世界上生物质能研究的前沿技术之一,生物质热裂解制生物油为其中应用较多的一部分。

但其高含氧量、低热值和化学不稳定等特性在一定程度上影响了生物油的广泛应用,因此必须对生物油进行精制,以改善生物油的品质。

该文以生物质热裂解生物油为例,从催化加氢、催化裂解、气相催化、水蒸气重整和乳化等方面详细阐述了生物油精制的研究进展,展望生物油强大的发展前景。

关键词:生物质;生物油;热裂解;精制;催化0 引言生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体,包括所有的动植物和微生物。

而所谓生物质能(biomass energy),就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量。

它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源,同时也是唯一一种脂肪燃料快艇可再生的碳源。

生物质热裂解(又称热解或裂解),通常是指在无氧环境下,生物质被加热升温引起分子分解产生焦炭、可冷凝液体和气体产物的过程,是生物质能的一种重要利用形式。

随着化石能源的逐渐枯竭,可再生能源已得到全球的广泛关注。

中国国家发改委在能源发展“十一五”规划中指出:2005年,中国一次能源生产总量20.6亿t标准煤,消费总量22.5亿t标准煤,分别占全球的13.7%和14.8%,是世界第二能源生产和消费大国。

随着国民经济平稳较快发展,城乡居民消费结构升级,资源约束矛盾更加突出。

以煤为主的能源消费结构和比较粗放的经济增长方式,带来了许多环境和社会问题。

因此国家制定了石油替代工程目标,加快发展生物质液体燃料被提上日程。

生物质是地球上最广泛存在的物质,它包括所有动物、植物和微生物以及由这些有生命物质派生、排泄和代谢的许多有机质。

各种生物质都具有一定的能量。

将生物质转化为液体燃料被认为是最有前途的能源转化途径之一。

生物质热裂解技术是目前世界上生物质能研究的前沿技术之一。

生物质热解制备生物油燃烧性能实验报告

生物质热解制备生物油燃烧性能实验报告

生物质热解制备生物油燃烧性能实验报告一、实验背景随着全球能源需求的不断增长和传统化石能源的日益枯竭,开发可再生能源成为了当今世界能源领域的重要研究方向。

生物质作为一种丰富的可再生资源,通过热解技术可以转化为生物油,具有替代传统燃油的潜力。

然而,生物油的燃烧性能对于其实际应用至关重要,因此有必要对其进行深入的实验研究。

二、实验目的本实验旨在研究生物质热解制备的生物油的燃烧性能,包括燃烧热值、燃烧稳定性、燃烧产物等方面,为生物油的进一步应用提供数据支持和理论依据。

三、实验材料与设备(一)实验材料1、生物质原料:选取了_____等常见的生物质材料。

2、热解设备:采用了_____型热解炉。

(二)实验设备1、量热仪:用于测量生物油的燃烧热值。

2、燃烧实验台:包括燃烧器、温度传感器、压力传感器等,用于模拟生物油的燃烧过程。

3、气体分析仪:用于分析燃烧产物中的气体成分。

四、实验方法(一)生物质热解将预处理后的生物质原料放入热解炉中,在_____的温度和_____的气氛条件下进行热解反应,得到生物油。

(二)燃烧热值测定使用量热仪,按照标准操作流程,对生物油样品进行燃烧热值测定。

(三)燃烧实验将生物油通过燃烧器进行燃烧,通过温度传感器和压力传感器实时监测燃烧过程中的温度和压力变化,记录燃烧时间和火焰形态等数据。

(四)燃烧产物分析使用气体分析仪对燃烧产物中的一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO₂)、氮氧化物(NOₓ)等气体成分进行分析。

五、实验结果与分析(一)燃烧热值实验测定的生物油燃烧热值为_____kJ/kg。

与传统燃油相比,生物油的燃烧热值相对较低,这可能是由于其成分复杂,含有较多的含氧有机物和水分。

(二)燃烧稳定性在燃烧实验中,生物油的燃烧过程较为平稳,但燃烧初期存在一定的点火延迟现象。

燃烧过程中的温度和压力变化较为均匀,没有出现明显的波动,表明生物油具有较好的燃烧稳定性。

(三)燃烧产物燃烧产物分析结果显示,生物油燃烧产生的一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOₓ)含量相对较低,二氧化碳(CO₂)排放量也在可接受范围内。

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

2006年6月2006,28(2):228—232中国油料作物学报Chinese j ournal of oil cr op sciences秸秆热解液化制备生物油技术杨 湄,刘昌盛,黄凤洪3,王江薇(中国农业科学院油料作物研究所,湖北武汉430062)摘要:介绍了秸秆快速热解液化技术及其动力学研究现状、生物油的性质与精制,提出了秸秆快速热解液化技术存在主要问题及未来研究目标和建议。

关键词:秸秆;热解液化;生物油;动力学中图分类号:S216.2 文献标志码:A 文章编号:1007—9084(2006)02—0228—05 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[1]。

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[2],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%[3]。

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[4]。

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%[5]。

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。

生物质热解燃料油

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 裂解工艺国外已发展了多种生物质裂解技术,以达到最大限度地增加液体产品收率的目的。

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,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%。

生物质快速热解制取生物质油

生物质快速热解制取生物质油
2 原料分析及试验方法
对于给定的某地区的生物质来说 ,其主要成分 和次要成分的含量基本固定 ,但水分含量的变化较 大 (这主要受所在环境的影响) [4] 。因此在试验中可 以只测定生物质的含水量 ,在 108 ℃的温度下干燥 4h ,根据重量差计算其水分含量 。本文以黑龙江地 区的白桦木屑 (使用植物粉碎机将白桦木屑粉碎成 颗粒质量均在 10mg 以下) 为例 , 其含水量测定为 1105 %。尽管生物质快速热解制取生物质油的影响 因素众多 ,本文着重研究温度和流化气流速对热解 产物 ———固 、气 、液的影响规律 。热解产物产量的确 定是试验研究中的一个重点部分 ,固体产量由过滤 器前后 (过滤器中截留的生物质油在马弗炉中加热 去除) 重量差值确定 ;不凝气体用集气袋收集 ,用排 水方法测量重量 ;由于生物质油的收集不完全 ,因此 油的产率采用差减法[4] :生物质油产率 = 1 - 气体产 物的产率 - 固体产物的产率 。
min ,气氛为氮气 ,流量设定为 40mLΠmin 。热失重曲
线见图 5 。
图 4 生物质裂解油的总离子流图 Fig14 Total ion current diagram of biomass pyrolysis oil
5 生物质油的热重分析
生物质直接热解得到的生物质油油品较差 、粘 度高 、挥发性低 、含氧量高 、热值低 、具有腐蚀性 ,并 且稳定性差 、接触到空气很容易变硬[6] 。如果要使 生物质油成为高品质的燃料油就必须通过精制来降 低氧含量 ,提高稳定性和挥发性 。用热分析手段研 究生物质油的热稳定性和分解反应过程 ,可以为生 物质油的精制提供可靠的数据 。这里采用综合热分 析仪来研究生物质油的热失重曲线 。
1) 自行研制的定量给料浅床层鼓泡流化床反应 器能够比较准确地研究产物 (固 、液 、气) 组成比例的 分析 ;

生物质快速热解与生物油精制研究进展

生物质快速热解与生物油精制研究进展

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 30 7 ; 1天 0 0 2
2 中国科 学 院 广 州 能 源 研 究 所 ,广 东 广 州 50 4 ) . 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
Ab t a t T e b o s a t y oy i n p ga ig t c n lg o i- i w r e iw d i hsp p r h e ci n me h n s sr c : h ima sf s p r lssa d u —r d n e h oo f r o ol e e r ve e n t i a e .T er a t c a im, y b o o e ain l r c s n n u n ig f co swe e ito u e p r t a o e sa d i f e c n a tr r n r d c d,a e1 h h r c eit s a d c mp n n so i — i w r u o p l sw l .T ec aa t r i n o o e t fb o ol e e s mme sc d u .T r e p o e s s ic u i g h d o e a in,c tl t y oy i a d e li c t n, a d t er me h n s ,a v n a e n p h e r c se , n l d n y r g n t o aa yi p r lss n mu sf ai c i o n h i c a im d a tg s a d ds d a t g s w r l srt d ia v n a e e e i u tae .F n l l i al h e o cu i g rma k o h o n t r r n ia e n e o y,t re c n ld n e r sf rt e c mi g f u e we e i dc td a d r c mme d d u n e. Ke r s b o s ;a tp r l s ; i— i; p r d n b o e e g y wo d : ima s fs y oy i b o o l u g a ig; i - n ry s

生物质热解油的精制技术总结

生物质热解油的精制技术总结

生物质热解油的精制技术总结1 生物质热解油的组成热解油是生物质在无氧或缺氧条件下热解所产生的液体燃料。

研究表明,热解油的组成和性质不仅与热解条件相关,而且与热解原料的种类密切相关。

本文所选用的生物质为土霉素菌丝体。

生物质热解油既可以精制后独立使用,也可以与传统燃料混合使用[5]。

不管如何利用,其前提都需要进行生物油的组成和性质研究。

1.1 生物质热解油的分析方法目前,对生物质热解油组成进行分析的方法主要有GC,TG,GC-MS,GPC,HPLC,CNMR,HNMR,FTIR和CE等。

热解油中的沥青质通过n -正己烷沉淀,可溶组分通过柱层析分别用正己烷、甲苯和甲醇可以转化为脂肪族、芳香族的和极性组分。

芳香组分和极性组分可以利用红外吸收光谱法分析,通过气相色谱配合火焰离子检测器,可以分析不同沸点的脂肪组分[6]。

GC-MS被证明是研究不同气氛下热解产物的一种较好的工具[7]。

1.2 生物质热解油的化学组成生物热解油是含氧量极高的复杂混合物,几乎包括所有的含氧有机物,如醚、酯、醛、酮、酚、酸、醇以及可提取的多官能团萜烯等[8]。

2 生物质热解油的改性由于生物油氧化性较强,与传统燃料油相比,在物理、化学性质上不够稳定,且粘稠、具有腐蚀性,蒸馏加工过程中对温度的敏感性和不挥发性很高,长时间贮存会发生相分离或沉淀等现象。

因此,生物油不能直接用于现有的动力设备,必须降低O、调整C和H比例,经过改性和精制后才能够使用。

作为石油替代品,还需要馏分分割,根据不同馏分的性质加以利用。

目前的改性主要是将氧以HO和CO的形式除去。

2.1 催化加氢处理在高压10~20MPa以及氢气和供氢溶剂存在的条件下,进行催化加氢。

在填充床上使用NiMo硫化物催化剂,在140~280℃与15MPa条件下加氢处理生物油,可以得到72%的改良油[9]。

催化加氢的关键在于催化剂的选择,传统的催化剂存在着寿命较短以及稳定性较差的问题,以碳或改性的氧化铝作载体,可以克服上述缺点。

生物质热解沥青技术

生物质热解沥青技术

生物质热解沥青技术生物质热解沥青技术是一种利用生物质资源进行能源转化的先进技术。

它通过将生物质材料加热至高温条件下,使其发生热解反应,从而得到沥青、液体燃料和气体等多种高附加值产品。

生物质热解沥青技术的发展离不开对生物质资源的深入研究和有效利用。

生物质资源是指来自植物、动物和微生物的有机物质,包括木材、秸秆、农作物残渣、废弃物等。

这些生物质资源具有丰富的碳水化合物和纤维素,是理想的能源原料。

在生物质热解沥青技术中,首先需要对生物质进行预处理,以提高其可热解性。

预处理包括干燥、粉碎和去除杂质等步骤。

接着,将预处理后的生物质送入热解反应器中,进行高温热解。

在高温条件下,生物质发生热解反应,产生大量的沥青、液体燃料和气体。

其中,沥青是一种黑色粘稠的液体,具有良好的可燃性和粘结性,广泛应用于建筑、道路和石油化工等领域。

生物质热解沥青技术的优势在于其可持续性和环保性。

相比于传统石油资源,生物质资源具有可再生的特点,能够减少对有限资源的依赖。

同时,生物质热解沥青技术在热解过程中产生的气体可以通过进一步处理,得到高品质的生物燃气或生物液体燃料,用于替代传统燃料,减少温室气体排放和环境污染。

然而,生物质热解沥青技术仍面临一些挑战。

一方面,生物质资源的收集和处理成本较高,需要建立完善的供应链和设施。

另一方面,生物质热解沥青技术的研究和开发还处于初级阶段,存在着工艺参数优化、产物分离和催化剂开发等问题。

总的来说,生物质热解沥青技术是一种具有巨大潜力的能源转化技术。

通过充分利用生物质资源,可以实现能源的可持续发展和环境的可持续保护。

未来,随着技术的不断进步和政策的支持,相信生物质热解沥青技术将在能源领域发挥更为重要的作用。

生物质热解制备生物油品质实验报告

生物质热解制备生物油品质实验报告

生物质热解制备生物油品质实验报告一、实验背景随着全球能源需求的不断增长以及对环境保护的日益重视,寻找可再生和清洁能源已成为当务之急。

生物质作为一种丰富的可再生资源,其热解转化为生物油的技术受到了广泛关注。

通过热解过程,可以将生物质转化为具有潜在能源价值的生物油,但生物油的品质对于其实际应用至关重要。

本实验旨在研究生物质热解制备生物油的品质特性。

二、实验目的1、分析不同生物质原料在热解过程中产生的生物油的化学成分和物理性质。

2、评估热解条件(如温度、反应时间、升温速率等)对生物油品质的影响。

3、确定优化的热解工艺参数,以提高生物油的品质和产量。

三、实验材料与设备1、生物质原料选取了常见的生物质材料,如木屑、秸秆和稻壳。

对原料进行预处理,包括干燥、粉碎和筛分,以确保其粒度均匀。

2、实验设备热解反应炉:采用固定床式热解炉,能够精确控制温度和反应时间。

冷凝器:用于冷却热解产生的气体,使其凝结为液体生物油。

气体收集装置:收集热解过程中产生的不可冷凝气体。

分析仪器:气相色谱质谱联用仪(GCMS)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、元素分析仪、粘度计、密度计等。

四、实验方法1、热解实验将预处理后的生物质原料装入热解反应炉中,按照设定的热解条件进行实验。

控制温度在 400-600℃之间,反应时间为 30-90 分钟,升温速率为5-15℃/min。

2、生物油收集与处理热解产生的气体经过冷凝器冷却后,收集得到生物油。

对生物油进行过滤,去除其中的固体杂质。

3、品质分析使用 GCMS 分析生物油中的有机成分,确定其主要化合物种类和含量。

通过 FTIR 分析生物油中的官能团结构。

利用元素分析仪测定生物油中的碳、氢、氧、氮等元素含量。

使用粘度计和密度计测量生物油的粘度和密度。

五、实验结果与讨论1、化学成分分析不同生物质原料热解得到的生物油化学成分存在差异。

木屑热解生物油中主要含有酚类、醛类和酮类化合物;秸秆热解生物油中含有较多的酸类和酯类化合物;稻壳热解生物油中则以醇类和呋喃类化合物为主。

生物质热解气化过程中的焦油处理技术

生物质热解气化过程中的焦油处理技术

生物质热解气化过程中的焦油处理技术生物质热解气化是一种将生物质转化为高能价值气体和液体燃料的技术。

在这个过程中,焦油的生成是不可避免的。

焦油主要是指在生物质热解气化过程中,生物质的非挥发性组分在高温条件下发生裂解、聚合和重排而形成的黏稠物质。

焦油的产生对气化设备的正常运行和产气质量有着重要的影响。

因此,对焦油的有效处理是生物质热解气化技术的关键。

目前,焦油的处理技术主要包括两种方法:物理处理和化学处理。

物理处理主要是通过对焦油进行过滤、冷凝和净化等操作,将其中的悬浮固体和润湿物质去除,得到较为纯净的焦油。

其中,过滤和冷凝是常用的物理处理方式。

通过过滤,可以将焦油中的悬浮固体去除,以增加焦油的净化程度。

冷凝则是通过控制焦油的温度,使其在冷却的过程中发生凝固,并与气体分离。

这种方式具有简单、易操作的特点,但存在能耗高、处理效率低等问题。

化学处理是通过利用化学反应将焦油中的有害物质转化为无害物质,从而实现焦油的净化。

化学处理的方法有很多种,如氧化、加氢和酸碱处理等。

其中,氧化是常用的化学处理方法之一、氧化处理可以通过加入氧化剂,如过氧化氢或二氧化氯等,使焦油中的有机物氧化反应发生,并将其转化为低分子量有机物或二氧化碳和水等无害物质。

此外,加氢处理也是一种有效的焦油处理方法。

通过加入适量的氢气,可以使焦油中的分子发生加氢反应,并将有害物质转化为无害的烃类物质。

酸碱处理是另一种常用的化学处理方法。

通过加入酸碱物质,可以使焦油中的有害物质发生酸碱中和反应,生成无害的盐类物质。

这种方法操作简单,处理效果较好。

除了物理和化学处理方法,还可以采用热解设备改进和优化的方式来减少焦油的生成。

例如,在热解设备中增加催化剂,可以促使焦油的裂解反应,减少焦油的生成。

另外,调整热解设备的温度和气体流速等条件,也可以对焦油的生成进行调控。

综上所述,焦油处理是生物质热解气化技术中至关重要的环节。

物理处理和化学处理是常用的焦油处理方法,通过过滤、冷凝、氧化、加氢和酸碱处理等操作,可以有效地将焦油中的有害物质转化为无害物质。

生物质热解制油过程动力学实验报告

生物质热解制油过程动力学实验报告

生物质热解制油过程动力学实验报告一、实验目的生物质热解制油是一种将生物质转化为液体燃料的重要技术。

本实验旨在研究生物质热解制油过程的动力学特性,了解反应温度、停留时间等因素对生物质热解产物分布和产油率的影响,为优化生物质热解工艺提供理论依据和实验数据支持。

二、实验原理生物质热解是指在无氧或缺氧条件下,生物质受热分解产生气体、液体和固体产物的过程。

生物质主要由纤维素、半纤维素和木质素组成,其热解过程可以分为三个阶段:干燥阶段、预热解阶段和热解阶段。

在热解过程中,生物质大分子发生断裂和重组,生成小分子化合物,如一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氢气、水、有机酸、醛、酮、酚等。

这些小分子化合物在一定条件下进一步反应,形成液体油和固体炭。

生物质热解制油的动力学模型通常基于反应速率方程和质量守恒定律建立。

通过对实验数据的拟合,可以得到反应的动力学参数,如反应级数、活化能和指前因子等。

三、实验材料与设备(一)实验材料本次实验选用的生物质原料为玉米秸秆,其主要成分(质量分数)为:纤维素 35%,半纤维素 25%,木质素 18%,水分 10%,灰分 12%。

玉米秸秆经过粉碎、干燥处理,粒度小于 2mm。

(二)实验设备1、热解反应炉:采用管式炉,最高加热温度可达 1000℃,控温精度为±1℃。

2、进料系统:由螺旋给料机和料斗组成,用于将生物质原料均匀地送入反应炉。

3、冷凝系统:由冷凝器和收集瓶组成,用于收集热解产生的液体产物。

4、气体分析系统:采用气相色谱仪,用于分析热解产生的气体成分。

5、称重设备:电子天平,精度为 001g,用于称量生物质原料和产物的质量。

四、实验方法(一)实验步骤1、称取一定量的玉米秸秆粉末,放入料斗中。

2、设定反应炉的温度和升温速率,启动加热程序。

3、当反应炉温度达到设定值后,启动螺旋给料机,将生物质原料以一定的速率送入反应炉。

4、热解产生的气体经过冷凝器冷却后,液体产物收集在收集瓶中,气体产物通过气相色谱仪进行分析。

生物油技术

生物油技术

生物油技术(Bio-oil)生物质快速热解制取生物油技术是应用农林废弃物(如秸秆、锯末、甘蔗渣、稻糠等)采用超高加热速率,超短产物停留时间及适中的裂解温度,通过特殊工艺制备成生物质裂解油(可替代燃料油)、生物质二甲醚(可替代柴油)的一种节能减排技术,是典型的循环经济技术。

由于其具有成本低,生态“零”排放等良好的社会经济效益,目前各国政府都在积极倡导生物质能源的研发与应用。

迪森已与中科院XX能源所组成了战略联盟;与国内十多所高校组成了产学研联盟,拟在这一领域占领行业制高点,为缓解我国能源与环保压力、促进我国循环经济发展作出应有的贡献。

迪森公司以“一院一站两中心”为研发平台,以博士后团队为骨干,经过多年的不懈努力,在消化吸收国外先进技术的基础上,通过结合原始创新和集成创新,一个处理量3000吨/年的生物质液化工业示X装置于2007年4月已安装完毕并进行了商业化试运行。

目前该装置是全国最大的生物油制取装置,其各项关键指标已达到国际先进水平,国家知识产权局已受理了迪森申报的15项发明专利、17项实用新型专利。

该装置试运行半年多来,通过对关键性课题进行攻关,对各项工艺参数进行优化,对设计图纸规X化和标准化,目前已完成了年产万吨级生物油装置的技术储备。

在此基础上,迪森计划于2008年在XX、内蒙、XX、马来西亚建立2-3个年生产万吨生物油示X工厂,加大生物质能的研发力度与应用推广,造福社会,为国家、为人类的可持续发展作贡献。

生物油的应用–作为燃料油的替代物,目前可广泛应用于工业领域。

如工业锅炉、窑炉、电站锅炉等经过进一步气化合成处理,生物油可制备成柴油和汽油,应用于交通领域。

如汽车、轮船、内燃机等;环保排放优于柴油,可达到欧3-欧4标准;可以从中提取很多化工原料;生物秸秆制油配套设•主营产品:•秸秆制油配套设备•具体位置:•XX - XX - XX省方正林业局高楞镇生物秸秆制油配套设本机能将鲜玉米秸粉碎成锯末大小的颗粒、加工速度每小时30吨、配套动力90kw——110kw,该机可以把、鲜、湿、嫩、绿、的玉米秸杆粉成如同锯沫般、这是该机最为神奇的功效和最重要的功能。

生物质热解液化制备生物油技术研究进展

生物质热解液化制备生物油技术研究进展

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 , 石能 源 的迅 速 消耗造 成生 态环 境不 断恶化 , 放 的温 室气 体 导致 全 球 气候 变 化 , 化 排 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 , 找 一 种 新 型 可 再 生 的 清 洁 能 源 已迫 在 眉 寻
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 ; 未来生 对
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 :Q 5 T 31 文献标识码 : A
( . t eK yLbrt yo ev iPoes g C i nvrt f er em ( e i ) eig124 ,C ia 1 S t e aoa r f ayOl rcsi ,hn U i syo t lu B in ,B in 0 29 hn ; a o H n a ei P o jg j
油 加 以利 用 , 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 、 和金 属 成 分 , 一 是 氮 是
种 绿色燃 料 , 生产过 程在 常压 、 中温下进 行 , 工艺 简单 , 置容 易小 型 化 , 体产 品便 于运 输 和存 储 。 因 装 液 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 - 。 z
T eftr o i as i e c o c nl e eepopc d h ue f o s q f tnt h o g sw r rset . u bm l u ai e o i e

高温热裂解法

高温热裂解法

高温热裂解法是一种将生物质中的有机高聚物迅速断裂为短链分子,从而生成燃油的工艺方法。

具体来说,这种方法在高温、常压、超短反应时间的条件下进行,旨在最大限度地生成生物燃料油,同时将结炭和产气降到最低限度。

最早对植物油进行热裂解的目的是为了合成石油。

所得的主要产品是生物汽油,生物柴油只是其副产品。

这种方法的优点在于其粘度小,流动性好,燃烧性能好,且符合环保要求。

高温热裂解法有两种主要方法:热裂化和催化裂化。

裂解产物可以单独使用,也可以与甲醇、乙醇或者石化柴油混合使用。

在高温条件下,将油脂裂解成短链的碳氢化合物来获得燃料油。

甘油三酯高温裂解的液体产物的主要成分包括烷烃、烯烃、二烯烃、芳烃和羧酸等。

不同的植物油热裂解可得到不同组成的混合物。

通过对产物性质的分析表明,该生物柴油与普通柴油的性质非常相近。

热裂解产物中不饱和烃含量较高,通过加氢裂解可提高裂解产物的质量。

高温热裂解法对原料要求不高,但工艺复杂,成本较高。

相比之下,酯交换法是一种更好的生物柴油制备方法。

以上信息仅供参考,如需获取更多详细信息,建议咨询专业技术人员或查阅相关书籍文献。

生物质快速热解制备生物油

生物质快速热解制备生物油

生物质快速热解制备生物油朱锡锋,陆强中国科学技术大学安徽省生物质洁净能源重点实验室,合肥230026[摘要]大规模生物质快速热解制取生物油将成为解决液体燃料短缺的一个重要途径。

总结了热解所需的原料预处理要求,介绍了各种热解反应器目前的应用状况,重点介绍了利用热解副产物(焦炭和燃气)实现自热式热解液化的工艺技术及其关键问题,并结合3种比较成熟的热解反应器介绍了最佳的自热式热解工艺,随后阐述了热解产物中的固体颗粒分离以及生物油冷凝的工艺,阐述了生物油生产、存储和运输过程中的环境、安全和健康问题。

[关键词]生物质快速热解;生物油;自热式热解[中图分类号]TK6[文献标识码]A[文章编号]1000-7857(2007)21-0069-07FastPyrolysisofBiomassforProducingBio-oilZHUXifeng,LUQiangKeyLaboratoryforBiomassCleanEnergy,UniversityofScienceandTechnologyofChina,Hefei230026,ChinaAbstract:Large-scalefastpyrolysisofbiomasstoproducebio-oilwillbeanimportanttechnologytosolvetheproblemofliquidfuelshortage.Thispaperstartswithasummaryofthefeedstockpretreatmentrequirementsforpyrolysis.Next,therecentapplicationsofvariouspyrolysisreactorsarereviewed,theautothermalpyrolysistechniquebyutilizingthebyproducts(charandfuelgas)andthekeyproblemsinvolvedarediscussed,followedbyadiscussiononthebestautothermaltechniquesbasedonthreewelldevelopedpyrolysisreactors.Thetechniquesassociatedwithsolidseparationfromthepyrolysisvaporandcondensationofbio-oilarepresented.Intheend,theenvironment/healthissuesrelatedtobio-oilproduction,storageandtransportationarediscussed.KeyWords:fastpyrolysisofbiomass;bio-oil;autothermalpyrolysisCLCNumber:TK6DocumentCode:AArticleID:1000-7857(2007)21-0069-070引言生物质主要包括薪炭林、经济林、用材林、农作物秸秆、林业加工残余物和各类有机垃圾等。

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热解生物质制油技术热能C074 范竹茵073730摘要:热解技术已经应用到了能源转化的各个方面,它以其快速、清洁等优点引起了人们的广泛关注和研究。

其中生物质的热解为我们提供了新型的能源——生物油。

生物质在热解反应器中进行裂解等一系列的化学反应,通过控制反应的温度、速率和物料的湿度等来调节生物油的各种性质。

同时由于不同的热解反应器以及不同的原料也会使得油的热值、纯净度等一些特性受到影响。

关键词:热解、生物质、生物油、热解反应器、正文:随着全球工业的发展,煤、石油等不可再生的化石能源大量的消耗,人类面临着一场有史以来最严重的能源危机,寻找替代能源已经成为了迫在眉睫的大事。

氢能、核能、太阳能、风能、水能及生物质能等清洁能源备受人们的关注,其中热解生物质制油就是一种用可再生能源代替石油的技术。

热解又称裂解,它是利用热能切断大分子量的有机物、碳氢化合物,使之转变为含碳数更少的低分子量物质的过程,废弃生物质的热解是一个复杂的化学反应过程,包括大分子的键断裂、异构化和小分子的聚合等反应,最后生成各种较小的分子。

热解的优点在于能回收可储输的燃料,可在焚烧温度低的条件下,从有机物中直接回收燃料气和油品。

从资源化角度来看,热解是木质素纤维素转化为燃料乙醇和其他高附加化工产品工艺中的关键性环节。

由于热解温度相对较低,所以NO发生量少、气体生成量仅占焚烧法的几分之一。

热解生物油是用热化学的方法将生物质转化成液体物质,进而制备成能直接用于发电厂或车用发动机燃料,以代替柴油等石油能源产品。

热解技术日趋成熟,在反应器的设计、原料预处理、生物油的分离和后续制备、生物质的热解机理方面都有重大突破,在国内外都已形成产业化。

热解生物质产生燃料的技术在欧盟已经获得最大的资助,快速热解是有效转化生物质产生液体燃料的方法,液体燃料的产率能达到生物质重量的70%~80%,因此被认为是解决可再生燃料代替化石燃料的有效方法之一。

一.生物质热解概念生物质热化学转化通常有:热解、气化、液化和超临界流体萃取。

热化学转化技术路线很多,产品丰富,适应面广,成为生物质利用领域的研究热点之一。

热解过程通常是在完全无氧或含氧极少因而氧化反应极为有限的情况的情况下的热降解反应,是最有前景和最为经济的将生物质转化为液体的技术。

热解技术是热化学处理技术研究的核心和热点,通过裂解生物质中的碳氢化合物都可转化为能源形式,生物质的热解产是复杂的化学过程,包含分子键断裂、异构化和小分子的聚合等反应。

生物质的热解产物主要包括:液体(生物油),固体(焦炭),气体(可燃气),一般研究者将注意力集中在液体生物油的生产和利用上。

生物质原材料组成、所采用的热解技术和热解反应参数(温度、传热速度、压力、停留时间等)决定热解产物的组成和比例。

热解方法已应用于产业化,它以生物质为原料广泛的生产各种燃料、溶剂和其他产品。

根据反应温度和加热速率的不同,生物质热解分为慢速热解、快速热解、闪速热解等。

典型的慢速热解是炭化,它是一种以生成木炭为目的的过程,在长时间的低温热解木炭,得到产率约为30%的焦炭。

快速热解是在400~600℃的中低温度、升温速度大致为几百至1000℃/s、气相停留时间小于1s的条件下以获取最大液体率为目的。

升温速度大于1000℃/s,气相停留时间通常小于1s,并以100~1000℃/s的冷却速率对热解产物进行快速冷凝,称之为闪速热解,也是获取最大液体收率为目的,它也快速热解没有很严格的区分,通常统归为一类。

二.热解反应器快速热解反应技术的核心是热解反应器,不同的热解反应器类型、传热方式、停留时间等在很大程度上决定了热解产物的最终分布。

今年以来,生物质快速热解器研究取得了最大进展,也相继开发了多种类型的热解技术和热解反应器(如烧蚀热解器、丝网热解器、旋转锥反应器、下降管热解器等)、辐射传热热解器(如热天平、热辐射热解器等)、真空热解器、混合式热解器(如流化床热解器、循环流化床热解器、喷动床热解器等)以及微波热解器、等离子体热解器等。

烧蚀热解是利用外界提供的高压力使生物质颗粒以相对于反应器表面(表面温度不高于600℃)进行高速率(>1.2m/s)移动并裂解。

生物质颗粒由一些成角度的叶片压入到高温的金属表面上,发生融化挥发,就如烧蚀一样,热解残余在热反应器表面作水平运动,并在叶片作用下离开反应区。

热解蒸汽则由载体带入反应区。

烧蚀热解还包括涡流烧蚀热解等技术。

旋转锥热解是生物质和热解体由旋转锥中心管加入,在高温锥面上做离心运动,混合传热并发生热解,热载体和产生的焦由旋转锥的顶部离心排出,热解蒸汽由载气带出反应器外。

真空热解是真空吸入生物质,将其运送到由熔融盐加热的循环的平铁板上,热解产生的热解蒸汽有真空泵带离反应区。

熔盐通过燃烧不凝气加热。

传输床热解是将生物质与加热过的高温气体在传输床中部的混合器进行混合,热解产生的焦和热解蒸汽由高温气体带出床外。

传输床相当也平推流反应器,不含热载体。

流化床热解是通过导热方式,将热由床壁外传给流化的热载体,通过热载体与生物质迅速混合,生物质受热后发生热解,分解来的热解蒸汽和焦,由载气带出反应区。

流化床具有传热效率高、传热速率快、规模小、易放大等优点,是较为理想的生物质热解反应器,也是目前研究最多的热解反应器。

每种方法都有自己的优点及不足。

机械接触式热解技术(如烧灼热解、旋转热解)的优点再也操作简单;辐射传热式热解技术的优点在于传热速率高;真空热解技术的优点在于热解挥发分能迅速脱离反应区,二次分解少;混合式热解技术(如流化床热解)的优点在于传热效率高,热解区温度均匀。

但是这些热解技术还是存在以下不足:机械接触式传热存在固体颗粒受热不均匀;辐射传热式热解存在温度难以控制;真空热解投资成本高、气密性和操作运行难;混合式热解存在气—固分离、热解蒸汽冷凝捕集等难点。

流化床热解技术的应用比较广泛,但存在如下不足:一,载气用量大,热解蒸汽的气相分压降低,气-固分离和热解蒸汽冷凝捕集较难;二,生物质颗粒在反应区的停留时间不均一,热解不完全;三,流化床中径向和轴向返混较严重,热解蒸汽在高温下会继续发生深度裂解,致使热解气体产物低分子化,增加了水的产出。

生物质快速热解技术具有很高的生物油回收率,其技术上的特点有以下方面,一方面要去反应区内传热速率快、传热稳定,减小生物质与热载体间的传热限制,提高生物质的热解转化率;另一方面,要求缩短热解蒸汽的停留时间,降低二次反应,做到气—固快速分离和热解蒸汽的快速冷凝。

因此,除了合理选择热解反应器、操作方式外,优化操作条件也是关键,如固体、气体停留时间和最佳热解温度的确定等。

三.生物油的成分和特点生物质原料组成的不同时影响生物油的成分和特性的主要因素,目前热解的生物质原料可分为两类,一类是天然的木质纤维或其经过发酵后的残渣,包括木本的如云杉、山毛榉、锯屑等,草本的如水稻、小麦/和玉米秸秆、甘蔗渣、芨芨草等;另一种是,油料植物的种子及其提优厚剩余残渣,油脂微生物菌体等含油脂量较高的原料,由于其本身含有大量油脂,其热解后的生物油烷烃含量高,热值高而更适合用作生物燃料。

热解条件的不同对生物油的成分和特性也有较大影响。

影响生物油特性的因素有水分、氧含量、黏度、酸性、灰分等,它们对油的热值和灰分还有稳定性都有不同的影响作用。

对于以木质纤维为原料的生物油,其组成的成分大多数为酮和醛基团的物质,所以这些功能基团都表明氧的广泛存在。

研究也表明生物油中丰富的醛基和酮基使他表现出良好的亲水性,而且与水结合紧密,是后续脱水工作变得很困难。

对于以油料植物为原料的生物油已有很多种,已报道有用油菜籽、葵花籽、高油脂含量的藻类和油脂等油脂原料热解获得高品质的生物油,且由于油质原料含油脂多而氧含量少,因此能热解得到含氧量低的高品质的生物油,其热值和黏度与石油相当,经过简单的提炼后即可作发动机燃料。

1.油菜籽的热解油菜籽烘干后的主要成分是:油脂40%,纤维素16%,蛋白质22%,半纤维素和木质素一共为22%,油菜籽中含有大量的油脂,其氧含量比木材、秸秆低得多,因此其热解产物水分含量少品质高,可用于制取生物柴油。

生物柴油是目前世界各国研究的热点之一,它主要是通过植物油经酯化反应生产脂肪酸甲酯而得,欧盟是生物柴油生产量最大的地区,此油脂主要的来源是菜籽油。

从油菜籽到生物柴油要经过油脂的提取、精炼、转酯化反应和生物柴油的分离等复杂的过程,而如上所述哦,热解的方法直接处理油菜籽液可得到与柴油相似的燃油组分,工艺相对简单,因此,热解油菜籽制取液体燃料是一种很有竞争力的方法。

2.产油脂微藻的热解据文献报道,这是一种油脂含量高达细胞干重55.2%的微藻,烘干后用孔径0.5mm筛子筛选出小的颗粒,在以氮气为载气,450℃下,升温速度为600℃/s,热解气体停留时间为2~3s的条件下热解,经冷凝后得到57.9%的生物油,其热值为41kJ/㎏与化石柴油相当。

3.油脂的热解油脂的热解也是获得生物油的一种方式,此工艺与其他裂解工艺相比简单而有效,不产生废水和空气污染。

但是在热解过程中,油脂分子断裂会产生一些小分子物质而无法回收,影响生物油的产率,控制热解条件或采用适当的催化剂,可防止油脂过分断裂,提高生物油的产率是以后研究的重点。

四.展望生物质热解具有高效、快速和清洁等优势,但其产物复杂,难以分离,特别是其中的水和酸对作为液体燃料非常不利,其降低燃烧效率,腐蚀机器。

同时热解也产生一些低价值的物质。

所以目前该工艺还没有大范围推广。

国内外正在加大力度进行研究和开发,一下几个方面是研究的重点:一,寻求更适合的原料,一方面降低原料成本,另一方面提高生物质燃烧的产率;二,开发更经济高效的转化技术社设备;三,改善生物油的使用性能;四,开发有价值的生物油副产品。

参考文献1.王洪志,陈攀峰,刘朝,罗军生物质热解研究进展河北科技师范学院学报,2006,20(03):752.刘世峰,王述洋,张勇生物质热解液化制取燃油的综合效益分析农机化研究所,2007,1:2203.张素萍,颜涌捷,任铮伟等生物质快速热解液体产物的分析华东理工大学学报,2001,27(6):6664.姚福生,易维明,柏雪源等生物质快速热解液化技术中国工程科学,2001,3(4):635.陈洪章生物质科学与工程化学工业出版社,2008.,3。

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