国外生物质催化气化催化剂的研究进展
生物质气化技术的研究现状
生物质气化技术的研究现状
生物质气化技术是一种能够将各种生物质资源转化为高品质气体燃料和化学品的高效能源转化技术，近年来备受关注。
目前，世界各国在生物质气化技术的研究和应用方面已经取得了一系列重要进展。
一、生物质气化反应机制研究
生物质气化反应机制研究是生物质气化技术发展的重点。
目前，国内外学者已经发现了生物质气化的主要反应机制，搭建了机理模型，探究了反应动力学规律。
热化学反应是生物质气化的基础，也是其关键环节。
研究热化学反应条件（温度、压力、气体成分等）对转化效率的影响，对于提高生物质气化转化效率具有重要意义。
近年来，国内外学者已经对生物质气化热化学反应进行了深入研究。
三、生物质气化产物的分离与提纯
生物质气化产物主要是气体、液体和固体三种形态，其中气体主要是甲烷、氢、一氧化碳等；液体是烷基酚、苯酚、酚等；固体是灰和焦炭。
对于提取和利用生物质气化产物具有重要的指导意义，目前学者们已经针对生物质气化产物的特点，研究了一系列高效的分离和提纯方法。
生物质气化技术的应用主要涉及生物质气化燃料、化工品生产等多个领域。
近年来，各国在生物质气化技术的应用方面取得了不少进展，比如，欧洲各国将生物质气化技术应用到了城市热电厂、城市气体工业、氢能源等领域；美国采用生物质气化技术生产酒精、醛类和纤维素醇等，推广利用生物质气化技术取得了不错的成效。
总之，生物质气化技术拥有广阔的应用前景和巨大的经济和社会效益，但同时也有技术难点需要攻克，比如如何提高生物质气化的转化效率、如何降低气化反应中产生的二氧化碳等。
随着技术的不断突破，生物质气化技术将在未来得到更广泛的应用。
新气化方法大幅提高生物质原料转化为生物燃料的效率
美 国研究 人员最近研发 出新 的气化方法 并制造 了新的
宁夏光伏产业链 更加完善 引进２ ０ ｔ ０ ０单晶硅切片设备
５ Ｊ ３日， ｆ ２ 宁夏 发 电集 团年产 ２ ０ ｔ ０ ０多晶硅项 目进 口单 晶硅切片机合 同签 约。 此切 片机 的购进 ， 不仅结束 了宁夏单
已 达 到 国 际先 进 水 平 。 项 目还 拥 有 转 换 率 行业 领 先 的 氢 该
化 系统 和世界先 进的 循环 回收 技术 ， 以将所有 尾气 回收 可
再利 用 ， 并将 副产 品 四氯化硅 转换 为三 氯氢 硅 。 该项 目的
中环 集 团薄 膜 太 阳 能 电池 厂南 京 动 工
能、 污染 的工艺 ， 无 生产光伏 电池 片， 目前 公司是 山东 省 内
专业做 太阳能发 电的最大规模企业 。 该项 目的开工 ， 标志着 胜 利工 业园区发展高新技术产业 、 淘汰低端产能 ， 实施 产业 转型进军低碳经济领域迈 出了可喜 的一 步。 东营 日报） （
生 产系统 ， 不仅单炉 的产量 ， 而且生 长沉 积率 和平均 电耗都
ＴＣＳ 合成及精馏 工艺均 自行 设计 ， 产品纯度可达 到 电子级
标 准 。 赛 维Ｌ （ ＤＫ官 方 网 站 ）
２ １年 呼和 浩 特 多 晶硅 产 能将 达 ７０ ｔ ００ ５０
呼和 浩特市着 力培育 高新技术 产业 ， 推动各 类优势产
业 延 长产业 链 ， 成 了战略 性 新 兴产 业群 。 形 随着 晟 纳 吉 、 神舟 硅业 、 津 中环 、 陆多 晶硅 、 天 大 威斯 塔斯 、 日月太 阳能
中环集 团（３３ ２ ２ 一Ｔｗ ） 旗下薄膜太阳能电池公司南京富
生物质催化气化产物的分离纯化技术研究
生物质催化气化产物的分离纯化技术研究近年来，生物质能作为一种可再生的能源备受瞩目。
其中，生物质气化技术是将生物质在高温条件下分解为气体、固体和液体三种产物，其中气体主要是一氧化碳、氢气、甲烷等混合气体，固体含有焦油、灰分等杂质，而液体中则含有大量氧化物、醇类等。
如何对产物进行高效分离纯化是气化技术中重要的课题之一。
本文将介绍几种生物质催化气化产物的分离纯化技术及其研究进展。
一、固体产物的分离技术固体产物中含有大量的焦油、灰分等杂质，对设备和环境都有一定的危害。
因此，对其进行分离处理十分必要。
研究表明，固体产物的分离可以采用不同的方法，例如重力分离、气流分离、电场分离等。
其中，重力分离法是一种较为经济的方法，它是通过静电、相对密度差异、形状差异等原理将焦油、灰分等杂质与生物质分离开来。
该方法具有成本低、操作简便等特点。
二、气体产物的分离技术生物质气化产生的气体中主要包括一氧化碳、氢气、甲烷等，其组成复杂多变，要对其进行有效分离纯化，需要用到各种气体分离技术。
目前，常用的气体分离技术包括吸附分离、膜分离、压力摩擦分离和液体吸收等。
吸附分离：吸附分离是利用吸附剂对气体成分进行吸附、分离的技术，其主要特点是分离效率高、操作简单。
吸附材料可以选择具有亲油性、亲水性等特性的活性炭、分子筛、硅胶等。
膜分离：膜分离是一种通过膜对气体进行分离的方法。
该方法分为膜渗透和气体渗透两种。
其中，膜渗透是利用渗透压差将气体成分分离开来，而气体渗透则是利用气体分子之间的分子速率差异使气体成分分离。
压力摩擦分离：压力摩擦分离是利用气体分子在微孔通道中的作用力不同以实现分离的方法。
这种方法主要针对体积较大、分子量较大的气体成分，它的分离原理是利用气体分子在微孔通道中产生的阻力差异进行分离。
液体吸收：液体吸收是利用液体吸收剂吸收气体成分的方法。
吸收剂可以选择具有强亲和力的物质，例如氢气可以用硫酸铁作为吸收剂，而一氧化碳则可以用甲醇作为吸收剂。
生物质气化技术及焦油裂解催化剂的研究进展
生物质气化技术及焦油裂解催化剂的研究进展王夺;刘运权【摘要】In this paper,biomass gasification technologies and related subjects are reviewed.The optimization design of the gasifier which is different from the traditional gasifier structure and the effect of catalysts on tar reforming and syngas quality are discussed.Finally,the direction for further research and development is pointed out,such as the simulation of biomass gasification reactors,the mechanism of catalytic reaction and its dynamics model establishment.%本文综述了国内外研究机构在生物质气化技术方面的研究进展,主要是对不同于传统气化炉结构的优化设计和对焦油催化裂解所用的催化剂的研究进行了评述,最后指出了进一步的研究与发展方向：如生物质气化反应器的模拟;焦油催化裂解反应机理的研究和动力学模型的建立。
【期刊名称】《生物质化学工程》【年(卷),期】2012(046)002【总页数】9页(P39-47)【关键词】生物质;气化;气化炉;焦油;生物质燃气【作者】王夺;刘运权【作者单位】厦门大学能源研究院,福建厦门361005;厦门大学能源研究院,福建厦门361005【正文语种】中文【中图分类】TQ35;TK6在生物质气化技术发展过程中，产物中焦油的存在是制约其广泛应用的主要因素之一。
焦油能够在气化炉的下游设备中冷凝，导致机械系统出现故障，也会导致下游催化剂失去活性，焦油还带走了能量，降低了燃气热值，因此需要采用必要的手段脱除焦油。
生物质气化与催化剂的研究进展
（） １
（） ２
Ｃ Ｈ ２ ｉ２ —｝２ ＋ ｎ ０ （ｎ＋（ ／ ） Ｈ ＋ｎ Ｏ （ 月 ９ ０ ｌ ｍ ２ ） ２ Ｃ ２ Ａ ＿Ｋ＞ ） ２ ８
Ｃ＋Ｃ ２ ２ ０—１２４ Ｍ ／ ｍ ｌ Ｏ— Ｃ ６ ． Ｊｋ ｏ Ｃ＋Ｈ ０ ｝ ０＋Ｈ —１ １３Ｍ ／ ｍ ｌ ２—Ｃ ２ ３ ． Ｊ ｋ ｏ
气等 ４ 种气化方式所产生的气体主 要组分进行了对比， 如表 １ 所示 。 从 表 １可 以看 出 ， 空气 一 水蒸 气 气化 更有 利 于提 高燃 料气 中 Ｈ 的含 量 。 １ １ 空气 气化 ． 空 气气 化 原理 是利 用 空气 中的氧 与生 物质及 其 热 分解 产 物 所发 生 的氧 化 还 原反 应 ， 为生 物 质 气 并 化 提供 热 量 ， 而 实现 生 物质 气化 转化 。用 空气 作 为气 化 介 质进 行 的生 物 质气 化 不 需 要 高 能耗 的加 热 从 装置 ， 具有较强的可操作性 。但这种气化方式所得到的气体产物中由于含有较多的氮气 ， 因此其燃气热 值 较低 ， 只有 ４～ Ｊｍ。氢 气 体 积 分 数 只有 ８％ ～ｌ ￣－１ ６Ｍ ／ ， ４％ １１ 。例 如 ， 等 ３４ ｌ 自热 式 下 吸 式 气 化 Ｈ１ ０ ７ ６ ．２ ０ ＿ Ｃ ２ ．５ ２
（） ６ （） ７ （） ８ （） ９ （Ｏ １）
（ １ １）
Ｃ ０ ＋１４ ２ ＿ ｃ ２ ２ ２ Ｈ Ｈ１ ０ ７ ６ ． Ｈ ０ ＋ ０ ＋ ．５ ２
（２ １）
空气当量 比（ｑ ｉ ｌ ｃ ａｏＥ ， ｅｕ ａ ｎｅ ｔ ，Ｒ） 由下式计算 ： ｖｅ Ｒ ｉ 氢 ） 亟量 ＥＲ 一 塞匾 给堡 生塑 燮缝窒 （
生物质催化气化研究进展
生物质催化气化研究进展江俊飞;应浩;蒋剑春;涂军令【摘要】本文从介绍影响气化反应的主要因素入手,分析了各类催化剂的特点及其对生物质气化结果的影响：白云石和橄榄绿等催化剂来源广,价格低,但是机械强度较差;碱金属类催化剂能降低气化过程中焦油量以及催化甲烷气体进一步转化为CO 和H2,高温下易熔融而导致失活;镍基催化剂和复合催化剂催化焦油裂解效果好,H2产率高,存在的问题是价格昂贵,气化工艺复杂和催化剂回收困难。
最后,本文对生物质催化气化研究方向进行了展望。
%This review introduces main factors which influence the process of biomass gasification and then summaries the charac- teristic and the effects of various catalysts on gasification in details. Catalysts such as dolomites and olivine are widely available and low price but have poor mechanical properties. Alkali metal catalysts can efficiently reduce the quantity of tar in gasification and catalyze the conversion of CH4 to CO and H2. However, alkali metal catalysts have frequently been suffered devitalization due to the fusion in high temperature. Nickel catalysts and composite catalysts make a better effect on tar decrease and usually achieve a high H2 yield in product gas. Obviously, they include some disadvantages such as more expensive, complex process and more difficulty to recycle the precious metal. At last, the article states the existing issues and predicts the research prospect of catalytic gasification of biomass.【期刊名称】《生物质化学工程》【年(卷),期】2012(046)004【总页数】6页(P52-57)【关键词】生物质;气化;催化剂;燃气热值;焦油【作者】江俊飞;应浩;蒋剑春;涂军令【作者单位】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 中国林业科学研究院林业新技术研究所,北京100091;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 中国林业科学研究院林业新技术研究所,北京100091;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【正文语种】中文【中图分类】TQ351伴随化石燃料资源的逐渐枯竭及其利用带来的巨大环境影响，新的、清洁的能源逐渐受到人们的重视。
高温水蒸气生物质催化气化研究进展
高温水蒸气生物质催化气化研究进展牛永红;吴会军;王忠胜;李义科【摘要】The high temperature steam gasification of biomass (HTSG) were introduced in recent years, which can not only inhibit the formation of tar,improve the gasification efficiency and carbon conversion, but also can effectively improve the hydrogen content(volume content of 40% ~60%) in the gas produc-tion.Therefore,this technology has a very good prospect of research and application.In addition,the appli-cation of the catalyst is also an important part in this technology.Through introducing catalyst of effect in gas content,gasification efficiency,catalyst mechanism and so on to explore its principle,practicality,ad-vantage and disadvantage,and the key problems to be solved in catalytic gasification.Finally,the sugges-tion and application prospect of high temperature steam gasification technology and synthetic catalyst are given.%综述了近些年提出的高温水蒸气气化技术(HTSG),该技术不仅有利于抑制焦油生成,提高气化效率和碳的转化率,而且能够有效提高气化气中氢气含量(40% ~60%),具有很好的研究意义和技术应用前景.此外,催化剂作为该技术的重要组成部分,通过介绍催化剂对生物质气化在产气量、气化效率、催化机理等方面的影响,重点综述其作用原理、实用性、优缺点及催化气化亟待解决的关键问题,最后给出高温水蒸气气化技术和合成类催化剂建议及其应用展望.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2018(047)003【总页数】7页(P570-575,579)【关键词】生物质;高温水蒸气;气化;催化剂【作者】牛永红;吴会军;王忠胜;李义科【作者单位】内蒙古科技大学能源与环境学院,内蒙古包头 014010;内蒙古科技大学矿业研究院,内蒙古包头 014010;内蒙古科技大学能源与环境学院,内蒙古包头014010;内蒙古科技大学能源与环境学院,内蒙古包头 014010;内蒙古科技大学能源与环境学院,内蒙古包头 014010【正文语种】中文【中图分类】TQ351;TK6生物质原料能够经济有效的保存和运输，且理论上生物质气化技术的热效率可达70%以上[1]，并能够实现环境零碳排放和低氮硫污染，所以近年来得到国内外研究学者的广泛关注。
生物质气化技术的研究现状
图2 生物质气化集中供气系统工艺流程
在我国，科研单位利用生物质气化技术不仅在集中 供气方面有着较广泛的应用，更是将生物质气化技术进 行发电并取得了较大的经济效益和社会效益。生物质气 化技术发电的原理是将生物质转化为可燃气从而利用可 燃气推动燃气发电设备进行发电[10、11]。气化发电过程主 要有3个方面：1）在气化炉中把固体生物质转化为气体 燃料；2）将产生的气体燃料进行净化从而保证燃气发 电设备的正常运行；3）利用燃气轮机或燃气内燃机进 行发电，提高了发电效率。其中广州能源所将木质废弃 物作为原料开发循环流化床气化技术，该气化发电技术 的有效开发可以完成4MW的发电能力。
我国生物质气化技术的研究开始于20世纪80年代初 期，在近30年取得了较大的进步，其中自行制的用户 气化炉及气化发电装置等已进入实用示范阶段，形成了 不同系列的气化炉种类，从而满足不同种类物料的气化 要求[8]。生物质气化是指将固体生物质原料用粉碎机粉 碎处理从而达到气化炉的使用要求并由输料装置送入气 化炉中进行不完全燃烧。物料在气化炉内进行气化反 应，产生的燃气通过降温、净化系统除去灰尘、焦油后 由输送设备经水封送入贮气柜中。贮气柜中的燃气可以 经管网送至用户[9]。生物质气化集中供气系统工艺流程 如图2所示。
前言
我国是能源消费大国，随着能源需求的迅速增长， 化石原料的日趋枯竭，大量使用化石燃料对资源造成了 很大浪费，并对环境和生态造成污染，产生了严重的影 响。因而，迫切需求开发清洁的可再生能源，而可再生 能源之一的生物质能源就是能够储存和可运输的清洁能 源，其具有资源分布广、储存量大的优势，故开发潜力 巨大。
生物质气化合成液体燃料通过热化学方法将生物质 气化产生高质量的合成气，进而采用催化合成技术合成 液体燃料，是一种间接液化技术。其中在合成液体燃料 方面，广州能源所已研制成功合成柴油中试装置和气化 合成DME的中试装置，标志着我国在合成燃料关键技 术方面取得了较大的进展，推进了生物质气化合成技术 的开发和应用，为我国生物燃气科技工程的实施提供了 基础。
生物质低温气化催化剂的研究发展
Ｏ ｒ ｉ ｏ 等用不 同地 区的 白云石对 生物质裂解进
行研究 ， 发现白云石中的 Ｆ ｅ ｚ Ｏ ３ 的含量越高 ， 对焦油
催化裂解作用越强。这是 目 前对白云石的研究 和应
用 比较 多 的一个 主要 原 因 。
１ 天然矿石类
天然矿石类催化剂主要有煅烧岩石 、 橄榄石 、 黏
米［ １ ］ 等以谷壳气化发 电产生焦油为研究对象 ，
考查了 Ｃ ａ Ｏ作为焦油裂解催化剂对其催化裂解 的 影响。实验研究结果表 明： Ｃ ａ Ｏ作 为焦油裂解催化
土矿和铁矿石等， 这类催化剂来源广泛 、 价格便宜，
制备方法简单 。
１ ２
四川化 工
第１ ６卷
２ ０ １ ３ 年 第 ６期
生物 质低 温 气化 催 化 剂 的研 究发 展
姚 标
（ 中 国矿 业大 学化 工学 院 ， 江苏徐 州 ， ２ ２ １ １ １ ６ ）
摘 要
物质气化技术 已在 国内外得到广泛的开发和运用 ， 但 由于燃气品位较差 ， 焦油较多， 限制 了生 物质气化气的进一步利用 。近年来生物质的低温气化催化裂解已引起了国内外的广泛关注。分析 了目 前使用的各种催化剂对减少生物质气化焦油的生成和改进燃料气品质的作用结果， 提出了进
荷 兰 国家科学技术研究 中心能源技术研究 所
（ Ｖ Ｔ Ｔ Ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ） 的研究 者还发现碳酸盐矿石 中 Ｃ ａ ／
活化铝具有很高的催化活性 ， 其催化活性与 白
云石相当， 但 由于孔内容易形成焦炭而快速失活。
Ｍｇ比值越大、 原始矿石研磨尺寸越小 ， 其催化活性
生物质气化技术研究进展
生物质气化技术研究进展关海滨;张卫杰;范晓旭;赵保峰;孙荣峰;姜建国;董红海;薛旭方【摘要】生物质气化技术是生物质洁净高效利用的重要方法,具有广阔的发展前景.本文综述了近年来国内外生物质气化技术中气化剂气化、热解气化、催化气化、等离子体气化、超临界水气化等方法的研究进展.认为目前生物质气化技术需要重点解决的主要难题是焦油脱除和净化以及高效催化剂的制备,化学法除焦和开发复合型催化剂是解决这些难题的有效方法,生物质气化技术的大规模商业化利用是未来的发展方向.%As one of the important methods of clean and efficient exploitation of biomass, the biomass gasification technology has a broad development prospects.The domestic and abroad advances of biomass gasification technologies in recent years, such as gasifying agent gasification,pyrolysis gasification, catalytic gasification, plasma gasification, ultra supercritical water gasification, etc.were reviewed in the paper.Tar removal and purification, and the preparation of efficient catalysts are regarded as the two biggest obstacles to the biomass gasification, and the removal of tar by chemical method and the development of compound catalysts are suitable solutions to these problems.Finally, the large-scale commercial utilization in certain industries is forecasted to be the main development trend of the biomass gasification.【期刊名称】《山东科学》【年(卷),期】2017(030)004【总页数】9页(P58-66)【关键词】生物质;气化技术;焦油;催化剂【作者】关海滨;张卫杰;范晓旭;赵保峰;孙荣峰;姜建国;董红海;薛旭方【作者单位】山东省生物质气化技术重点实验室,山东省科学院能源研究所,山东济南 250014;山东省生物质气化技术重点实验室,山东省科学院能源研究所,山东济南250014;山东省生物质气化技术重点实验室,山东省科学院能源研究所,山东济南250014;山东省生物质气化技术重点实验室,山东省科学院能源研究所,山东济南250014;山东省生物质气化技术重点实验室,山东省科学院能源研究所,山东济南250014;山东省生物质气化技术重点实验室,山东省科学院能源研究所,山东济南250014;山东省生物质气化技术重点实验室,山东省科学院能源研究所,山东济南250014;山东省生物质气化技术重点实验室,山东省科学院能源研究所,山东济南250014【正文语种】中文【中图分类】TK6生物质能作为太阳能转换和积累的主要形态之一，是一种洁净的可再生能源，是唯一的既有矿物燃料属性，又可储存、运输、转换并较少受自然条件制约的能源。
生物质气化技术研究进展
生物质气化技术研究进展摘要：叙述了生物质气化技术的分类、原理、气化炉特点。
介绍了生物质气化技术在国内外的发展现状，阐明了生物质气化技术需要解决的问题，提出了我国生物质气化技术的发展方向。
关键词：生物质气化；气化炉；气化性能；发展方向1、前言能源和环境问题已成为全球关注的焦点，随着能源消耗的迅速增长，化石燃料的大量使用带来了严重的环境污染和生态破坏，再加上常规能源如煤、石油、天然气等资源量的日益减少，开发洁净的可再生能源成为了可持续发展的迫切需要。
与此同时，生物质能在可再生能源中，是地球上唯一能够储存和可运输的清洁能源，资源量大，分布广，开发潜力巨大。
生物质能要真正成为矿物燃料的替代能源，其关键是要将能量密度低的低品位的生物质能转变成高品位能源。
如何有效地将生物质转化为洁净、高效的高品位能源，是该领域目前的主要研究课题。
当前，生物质能转化技术主要包括生物质气化、液化、固化以及直接燃烧技术。
生物质能气化技术就是其中重要的手段之一。
中国由于地域广阔，生物质资源丰富而电力供应相对紧张，生物质气化发电具有较好的生存条件和发展空间，所以在中国大力发展生物质气化发电技术可以最大限度地体现该技术的优越性和经济性。
2、生物质气化原理与工艺2．1生物质气化原理生物质气化是指生物质原料（薪柴、锯末、麦秸、稻草等）压制成型或经简单的破碎加工处理后，在欠氧条件下，送入气化炉中进行气化裂解，得到可燃气体并进行净化处理而获得产品气的过程。
其原理是在一定的热力学条件下，借助于部分空气（或氧气）、水蒸气的作用，使生物质的高聚物发生热解、氧化、还原、重整反应，热解伴生的焦油进一步热裂化或催化裂化为小分子碳氢化合物，获得含 CO、H2 和 CH4 的气体。
由于生物质由纤维素、半纤维素、木质素、惰性灰等组成，含氧量和挥发分高，焦炭的活化性强，因此，生物质与煤相比，具有更高的活性，更适合气化。
生物质气化主要包括气化反应、合成气催化变换和气体分离净化过程。
生物质能源转化的催化剂研究
生物质能源转化的催化剂研究在当今全球能源需求不断增长和环境保护日益受到重视的背景下，生物质能源作为一种可再生、低碳的能源形式，受到了广泛的关注。
而在生物质能源的转化过程中，催化剂扮演着至关重要的角色。
催化剂能够加速化学反应的进行，提高能源转化效率，降低生产成本，对于实现生物质能源的高效利用具有重要意义。
生物质能源的来源非常广泛，包括农作物秸秆、林业废弃物、城市生活垃圾中的有机成分等。
这些生物质资源通过一系列的转化过程，可以生产出生物柴油、生物乙醇、生物氢气等能源产品。
然而，这些转化过程往往需要在一定的条件下进行，并且反应速度较慢、选择性较差。
这时候，催化剂就能够发挥其独特的作用，促进反应的进行，提高产物的选择性和产率。
在生物质能源转化中，常用的催化剂可以分为两大类：均相催化剂和非均相催化剂。
均相催化剂是指催化剂与反应物处于同一相态，通常是在溶液中进行反应。
例如，在生物柴油的制备过程中，常用的均相催化剂有硫酸、氢氧化钠等。
这些催化剂具有较高的催化活性，但存在着分离困难、对设备腐蚀严重等问题。
非均相催化剂则是指催化剂与反应物处于不同的相态，例如固体催化剂与液体反应物。
非均相催化剂具有易于分离、可重复使用等优点，因此在生物质能源转化中具有更广阔的应用前景。
在非均相催化剂中，金属催化剂是一类非常重要的催化剂。
常见的金属催化剂包括铂、钯、镍、铜等。
这些金属具有良好的催化性能，可以有效地促进生物质能源转化中的加氢、脱氢、氧化等反应。
例如，在生物质加氢脱氧反应中，铂和钯等贵金属催化剂表现出了优异的催化性能，能够将生物质中的氧原子以水的形式去除，从而提高生物油的品质。
然而，贵金属催化剂价格昂贵，限制了其大规模应用。
因此，研究人员致力于开发价格低廉、性能优良的非贵金属催化剂，如镍、铜等。
除了金属催化剂外，金属氧化物催化剂在生物质能源转化中也发挥着重要作用。
例如，氧化锌、氧化铜、氧化铁等金属氧化物可以作为催化剂用于生物质的气化反应，将生物质转化为合成气（一氧化碳和氢气的混合物）。
生物质能源的催化转化技术与机制研究
生物质能源的催化转化技术与机制研究引言：随着全球能源需求的增加和化石能源日益枯竭，生物质能源作为一种可持续发展的替代能源，已经引起了广泛关注。
生物质能源利用丰富的生物质资源，通过催化转化技术将其转化为高附加值产品，既实现了能源的有效利用，又有利于环境保护。
本文将重点探讨生物质能源的催化转化技术与机制研究的最新进展和关键问题。
一、生物质能源的催化转化技术1. 生物质能源的催化裂解技术生物质催化裂解是将生物质通过催化剂的作用，使其在相对较低的温度和压力下分解为低碳烃、CO、CO2、水以及一些气相和液相的氮、硫、磷等元素。
常用的催化剂有贵金属（如铑、铂）、过渡金属氧化物（如氧化锌、氧化铝）以及酸催化剂（如H-ZSM-5等）。
催化裂解技术可以有效提高生物质能源的转化效率，并且产生的副产物也可以进一步利用。
2. 生物质能源的催化气化技术生物质催化气化是将生物质在高温和气体存在下通过催化剂的作用，将其转化为可燃气体混合物，如合成气（H2和CO）和甲烷。
常用的催化剂有镍基催化剂、钴基催化剂以及复合催化剂。
催化气化技术可以克服生物质高含水量、高灰分和高胶质等特点，提高生物质能源的气化效率，并减少固体产物的生成，减少对环境的污染。
3. 生物质能源的催化液化技术生物质催化液化是将生物质在溶剂的存在下通过催化剂的作用，将其转化为液体燃料，如生物柴油、生物汽油和生物航煤。
常用的催化剂有酸催化剂和碱催化剂。
催化液化技术可以克服生物质含水量高、粉状物质难以处理等难题，还可以高效转化生物质为高能量密度的液体燃料，提高能源利用效率。
二、生物质能源转化的催化机制研究1. 催化剂的作用机理催化剂在生物质能源转化中起到关键作用，可以降低反应活化能，加速反应速率，并选择性地促使特定反应路径的生成。
研究催化剂的作用机理对于优化催化转化过程具有重要意义。
催化剂的功能主要可以归结为酸碱性、金属活性中心和纳米结构等方面。
通过表征催化剂的物理性质、研究表面反应机理、聚焦催化剂的结构性质，可以揭示催化剂的作用机制，进而指导催化剂的设计和合成。
目前在生物质能利用技术方面主要有哪些研究方向
目前在生物质能利用技术方面主要有哪些研究方向1.生物质能应用技术国外研究开发在发达国家中，生物质能研究开发工作主要集中于气化、液化、热解、固化和直接燃烧等方面。
生物质能气化是在高温条件下，利用部份氧化法，使有机物转化成可燃气体的过程。
产生的气体可直接作为燃料，用于发动机、锅炉、民用炉灶等场合。
气化技术应用在二战期间达到高峰。
随着人们对生物质能源开发利用的关注，对气化技术应用研究重又引起人们的重视。
目前研究主要用途是利用气化发电和合成甲醇以及产生蒸汽。
奥地利成功地推行建立燃烧木材剩余物的区域供电计划，目前已有容量为1000~2000kw的80~90个区域供热站，年供应10某109MJ能量。
加拿大有12个实验室和大学开展了生物质的气化技术研究。
1998年8月发布了由Freel,BarryA.申请的生物质循环流化床快速热解技术和设备。
瑞典和丹麦正在实行利用生物质进行热电联产的计划，使生物质能在提供高品位电能的同时满足供热的要求。
1999年，瑞典地区供热和热电联产所消耗的能源中，26%是生物质。
美国在利用生物质能方面，处于世界领先地位，据报道，目前美国有350多座生物质发电站，主要分布在纸浆、纸产品加工厂和其它林产品加工厂，这些工厂大都位于郊区。
装机容量达7000MW，提供了大约66000个工作岗位，根据有关科学家预测，到2022年，生物质发电将达到13000MW装机容量，届时有4000000英亩的能源农作物和生物质剩余物用作气化发电的原料，同时，可按排170000个以上的就业人员，对繁荣乡村经济起到积极的推动作用。
流化床气化技术由于具有床内气固接触均匀、反应面积大、反应温度均匀、单位截面积气化强度大。
反应温度较固定床低等优点，从1975年以来一直是科学家们关注的热点。
包括循环流化床、加压流化床和常规流化床。
印度Anna大学新能源和可再生能源中心最近开发研究用流化床气化农业剩余物如稻壳、甘蔗渣等，建立了一个中试规模的流化床系统，气体用于柴油发电机发电。
生物质热解气化产物的催化研究与机理探索
生物质热解气化产物的催化研究与机理探索生物质热解气化是一种将生物体内的有机物质转化为气体或液体燃料的技术，其应用前景广阔，可以作为替代化石燃料的一种绿色能源。
然而，生物质热解气化过程中存在一系列问题，如产率不高、产品的品质难以控制等，这些都会限制其产业化应用。
因此，研究生物质热解气化产物的催化研究和机理探索显得尤为重要。
1. 生物质热解气化的基本过程在生物质热解气化的过程中，首先生物质中的大分子有机物质在高温下发生分解，生成一系列的小分子有机物，之后这些小分子有机物在催化剂的作用下，进一步转化为有用的气体或液体燃料。
具体过程可以分为两步，即热解和气化。
热解是指在高温下，生物质中的宏观分子被热分解成低分子质，如烃族化合物和酚族化合物等，释放出大量的热和不同的气体。
而气化是指热解产生的低分子质和空气在一定的条件下反应生成气态燃料。
其中，生物质的热解产物主要包括固体残物（废渣）、液体产物和气体产物。
2. 催化剂的作用在生物质热解气化中，催化剂的作用是十分关键的。
一方面，适当的催化剂可以显著提高产率和质量，另一方面，合理的催化剂选择可以降低生产成本和节约资源。
催化剂作用的本质是提高反应活性，加速化学反应的速率和效率。
针对不同的废旧物质，需要选择不同的催化剂。
常见的催化剂有氧化物、碳质材料、金属和金属氧化物等。
3. 机理探索机理探索是研究生物质热解气化过程中最为复杂和关键的部分之一。
目前，关于生物质热解气化机理的研究尚不完整，尤其是针对不同的生物质和催化剂，机理的不同点和联系需要进一步深入研究。
机理探索的研究方法主要包括实验和理论计算两种。
实验方法主要是通过对不同条件下的反应产物进行样品分析，以了解反应产物的种类、数量和性质。
而理论计算则是基于已知的化学反应机理和化学反应动力学模型，通过计算机模拟来模拟反应过程，以探索反应机理和动力学。
4. 发展趋势生物质热解气化作为一种重要的替代能源技术，近年来得到了广泛关注。
生物质气化技术及其研究进展
生物质气化技术及其研究进展摘要 生物质能源是一种理想的可再生能源，由于其在燃烧过程中对大气的二氧化碳净排放量近似于零，可有效地减少温室效应，因而越来越受到世界各国的关注。
对生物质能的概念及其转化方式进行了简单介绍，着重介绍了生物质气化技术在国内外的发展现状，提出了我国在生物质气化领域的重点研究方向。
1前言生物质能源是一种理想的可再生能源。
具有以下特点：(1)可再生性；(2)低污染性(生物质硫含量、氮含量低，燃烧过程中产生的SO2、NO2较低，生物质作为燃料时，二氧化碳净排放量近似于零，可有效地减少温室效应)；(3)广泛的分布性。
缺乏煤炭的地域可充分利用生物质能。
所以，利用生物质作为替代能源，对改善大气酸雨环境。
减少大气中二氧化碳含量从而减少“温室效应”都有极大的好处。
生物质能的低硫和CO2的零排放使生物质成为能源生产的研究热点。
20世纪70年代，Gahly等首次提出了将气化技术用于生物质这种含能密度低的燃料。
生物质气化是生物质转化过程最新的技术之一。
生物质原料通常含有70℃～90℃挥发分，这就意味着生物质受热后，在相对较低的温度下就有相当量的固态燃料转化为挥发分物质析出。
由于生物质这种独特的性质，气化技术非常适用于生物质原料的转化。
不同于完全氧化的燃烧反应，气化通过两个连续反应过程将生物质中的碳的内在能量转化为可燃烧气体，生成的高品位的燃料气既可以供生产、生活直接燃用，也可以通过内燃机或燃气轮机发电，进行热电联产联供，从而实现生物质的高效清洁利用。
生物质气化的一个重要特征是反应温度低至600～650℃，因此可以消除在生物质燃料燃烧过程中发生灰的结渣、团聚等运行难题。
生物质气化采用的技术路线种类繁多，可从不同的角度对其进行分类。
根据燃气生产机理可分为热解气化和反应性气化，其中后者又可根据反应气氛的不同细分为空气气化、水蒸气气化、氧气气化、氢气及其这些气体的混合物的气化。
根据采用的气化反应器的不同又可分为固定床气化、流化床气化和气流床气化。
生物质催化气化技术研究与应用
生物质催化气化技术研究与应用生物质催化气化技术是将生物质转化为可用于能量、石化和化学制品生产的气体的过程。
该技术不仅可以解决能源和环境问题，还可以创造有利于经济和社会发展的新领域。
本文将介绍生物质催化气化技术的研究和应用，以及在环境保护、可持续发展和新能源领域的潜在影响。
一、生物质催化气化技术研究历程生物质气化技术多年来一直在发展，但是由于气化产品中产生的杂质和不完全燃烧，所以在实际应用中，气化产物的质量和效率一直无法得到保证。
近些年来，生物质催化气化技术已经成为生物质气化领域的热点研究方向，旨在通过在气化过程中添加催化剂来提高气化反应的速率和效率，生成更高质量的气化产物。
催化剂是促进化学反应的物质，在生物质催化气化技术中，催化剂通常被添加到气化反应中，以提高反应速率、增加产物选择性、降低气化温度和改善气化产物的质量。
催化剂可能是化学反应的催化剂，也可能是生物质中存在的天然组分。
例如，催化剂可以通过铝、硅等元素或它们的混合物制备，也可以通过各种生物质添加物提供。
现代技术可以对单个催化剂进行设计和定制，以实现更高效的催化效果。
二、生物质催化气化技术的应用生物质催化气化技术的最大优点是可以在高效率和低环境污染的同时利用废弃的农林废弃物、城市垃圾等生物质资源，可以应用于以下领域：1. 能源领域。
生物质催化气化技术无论在热电联产、化学品生产还是液体生物燃料生产中，都具有很高的应用价值。
生物质催化气化技术可以将生物质转化为氢气，制备燃料电池燃料，还可以制备氢气发动机的燃料以提高汽车使用效率。
2. 石化领域。
生物质催化气化技术可以用于生产苯酚、甲酚、丙酮等有机化学品。
这些产品是化学和制药工业的主要中间体。
利用生物质气化可以改变传统的生产路径，不仅可以减少原材料成本，而且可以使生产过程更为环保。
3. 环境保护领域。
随着环境污染和气候变化的日益严重，生物质催化气化技术为生态建设和资源可持续利用提供了新思路，可以有效减少传统燃煤或石油行业的污染和对环境的破坏，进一步强调可持续发展的理念。
生物质气化与催化剂的研究进展
生物质气化与催化剂的研究进展肖志良;左宋林【期刊名称】《生物质化学工程》【年(卷),期】2012(046)001【摘要】Biomass gasification is a kind of pyrolysis technology in which biomass materials was converted into combustible gas by means of thermal decomposition of raw materials in high temperature oxidbillity media.In the process of gasification,the variables such as gasification medium,gasification conditions and catalysts were commonly employed to improve gasification efficiency and adjust combustible gas components and eliminate tar that was produced from the thermal decomposition of biomass materials.The effect of types of gasification media and catalyst,and gasification conditions on the components of gaseous products,i.e.,H2 and CO,were reviewed emphatically in thispaper.Finally,the future development of biomass gasification was prospected and some problems were presented.%生物质气化是一种在高温氧化性介质作用下将生物质热分解为可燃性气体的热解技术。
- 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)。
生的合成气体 主要有 ： Ｏ 、 Ｏ Ｈ 、 Ｈ 、 ｃ Ｈ 、 Ｃ Ｃ 、 Ｃ Ｎ 、 ２ ：
ｃＨ 、 ： ６ ， ｃ Ｈ 等 这些气体除了直接燃烧用 于发电、 供 热、 供暖外 ， 还可 以合成 甲醇、 乙醇、 烃类 、 氨等化工 表面积和碱金属 （ 、 ａ 含量。这类催化剂 的缺点 ＫＮ）
２１ ０ １年 ８月
贵 州 化
工
・９ ・
第３ ６卷 第 ４期
Ｇ ｉ ｏＣ ｅ ｃｌ ｄｓ ｕｚ ｕ ｈ ｍｉ Ｉ ｕ ｈ ａｎ
国外生物质催化气 化催化剂 的研究进展
邹 金鑫 ， 宁 斌
（ 贵州省 化工研究院 ， 贵州 贵 阳 ５００ ） ５０２ 摘 要 ： 物质气化技术 已在 国内外得到 了广泛 的开发和运用 ， 由于合成气 中焦油 含量较高 ， 响了合成气 生 但 影
量的 ５ 一ｌ％ ， 多焦油的产生会 降低整体 气化 ％ ５ 过 效率 ， 影响合成气 的组成 ， 限制 了生物质气化技术 的 应用 ， 因此降低焦油在合成气中的含量十分必要。
目 ， 前 降低合成气 中焦油含量的最经济、 有效 的 方法是催化裂解法 ， 即通过在气化过程 中加入催化
剂， 以降低气化反应 的活化能 ， 减少气化介质（ 如水 蒸汽等） 的投入 ， 降低焦油 的产生量 ， 调整合成气 的 组成 ， 并最终提高生物质 的利用效率。生物质催化
原料 ， 用途十分广泛。生物质气化可分 为固体燃料
干燥、 热分解反应、 还原反应和氧化反应 四个过程。 在生物质气化过程中， 会产生大量的焦油（ 焦油是分 子量大于苯的一系列碳 氢化合物 的总称 ， Ｊ其化学 成分复杂， 常温下冷凝成液态 ， 会堵塞 、 腐蚀管道 、 发 动机和搅拌浆等设备 ）焦油的能量 占气化产物总能 ，
剂两大类 ， 本文结合相关文献 ， 国外催化剂 的研究 对 进展进行了综述。
２ 天 然 矿 石 类 催 化 剂 天然矿石类催化剂主要有煅烧岩石 、 橄榄石 、 黏 土矿和铁矿石等 ， 这类催化剂来源广泛、 价格便宜 ，
实验分别考察了催化剂的制备条件（ 镍基前体类型、 煅烧温度、 镍含量） 和催化反应条件（ 反应温并通过 ｘ一 射 线衍 射 （ Ｒ 、 射 电镜 （ Ｅ 、 Ｘ Ｄ） 透 Ｔ Ｍ） 程序 升 温 氧化 （Ｐ ） Ｔ Ｏ 以及程序升温还原（ Ｐ ） Ｔ Ｒ 对催化剂催化反应
主要从事科研工作 。
贵 州 化
・
工
ｌ ・ Ｏ
２ １ 年 ８月 ０１
Ｇ ｉ ｏ Ｃ ｅ ｉａ ｎ ｕｔ ｕｚ ｕ ｈ ｍ ｃｌ ｄ ｓ ｙ ｈ Ｉ ｒ
第３ ６卷 第 ４期
前及催化反应后的形态进行分析 ， 发现镍／ 橄榄石催 化剂具有很 高 的催 化活性、 稳定性 及抗 积碳性 能。 经分析发现 ， 在催化反应前 ， 催化剂 表面形成 了 ＮＯ ｉ Ｍｇ Ｏ键 ； 催 化 反 应 后 ， 化 剂 表 面 形 成 了 Ｎ — 在 催 ｉ
收稿 日期 ： １ — ４— ２ 修返 日期 ：０ １ ０ １ ２ １ ０ １； ０ ２ １ — ４— ３
作者简介 ： 邹金鑫 （９３一 ， ， １８ ）男 湖南永州道县人 ， ， 硕士 助理工程师 ， 主要从 事科研工作。宁斌 （９４一 ， ， １８ ）男 贵州遵义人 ， 理工程师 ， 助
中图分类 号 ：Ｋ Ｔ６ 文献标识 码 ： Ａ 文章 编号 ：０ ８— ４ Ｉ ２ ｉ ）４— Ｏ ９— ３ １０ ９ １ （ ｏ Ｉ ｏ ０ ０ ０
１ 前 沿
生物质气化技术是十分有前景的生物质热化学 转换技术 ， 其热效率可高达 ７ ％… 。生物质气化产 ０
制备方法简单ｌ ｏ ２ １ 煅 烧 岩石 ． 煅烧岩石包括煅烧方解石 、 菱镁矿和白云石 ， 这 类催化剂含有碱土金属氧化物（ ａ Ｃ Ｏ和 Ｍ ０ ， ｇ ）具有 较高的催化活性 ， 催化活性 高的原 因可 能是岩石 经 煅烧析出 Ｃ ， Ｏ 后 形成 的催化剂具有较大的孔径、 比 主要是 ： 熔点低 ， 不能耐受高温 ； 以转化分子量较 难 大的焦油 ； 机械强度不高 ， 容易被磨损而失活【 。 ３ 】 Ｑ 一 ． ｕ６ ． Ｚ Ｙ －等在一个小型的流化床反应器 内 对 比研究 了产 自中国镇江、 南京 、 山西、 安徽 以及瑞 典的白云石对焦油的催化裂解性 能， 实验显示 ， 除了
的品质 ， 了生物质气化技术的应用 。在生物质气化 过程 中应用催 化剂 可 以有 效的 降低 焦油 的含量 ， 整合成 限制 调 气组成 。对 国外生 物质催化 气化 催化剂的研究进展进行 了综述 ， 出了我 国生 物质催化气化技术的研究方 向。 并提
关键词 ： 生物质 ； 化 ； 气 催化剂
产 自安徽 的白云石外 ， 其它产地 的白云石均具有很
高的催化活性 。 ２ ２ 橄 榄石 ． 橄榄石主要 由硅酸盐 矿物质组成 ， 化学式可表 示成 ： Ｍ 、ｅ ２ｉ４其 中包含 ４ ％ 一 ０ （ ｇ ｒ ）Ｓ ， Ｏ ８ ５ ％的 Ｍ ｏ， ｇ ３ ％ 一４ ％ 的 ＳＯ ，％ ～１％ 的 Ｆ２ ３ 橄榄 石 的 ９ ２ ｉ２８ ０ ｅＯ 。 催化活性 主要与所含 的 Ｍ ｏ和 Ｆ： ， ｇ ｅＯ 量有关 。跟
煅烧岩石类催 化剂相 比， 橄榄石 耐磨损 ， 机械强 度 高， 适合应用于流化体系， 但催化活性较低 。 』
Ｄ Ｓ ｉｃｙｓ 等 以甲苯作为原料 ， ．ｗｅ ｚ ｋ ｒ ｆｉ ｉ 在一个 固 定床反应器内考察了镍／ 橄榄石催化剂的催化性能。
气化催化剂可分为天然矿石类催化剂 和合成类催化
—
为常压， 气体停 留时间为 ０ ３ 。苯 酚和萘使 用 Ｃ ．ｓ Ｏ 和水蒸汽作气化剂。实验结果表明 ， 在价格低廉 的
催化剂 中， 木炭对萘具有最高的催化裂解效率 。