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生物质热裂解 PPT
生物质热裂解
要点
1.生物质热裂解概念
2.生物质热裂解反应机理
3.影响生物质热裂解过程 及产物组成的因素
4.生物质热裂解工艺类型
1.生物质热裂解概念
生物质热裂解是指生物质在完全没有氧气或缺氧条件下热降 解，最终生成生物油、木炭和可燃气体的过程。三种产物的 比例取决于热裂解工艺和反应条件。
低温慢速裂解（<500℃）——木炭为主 中温快速热裂解（500~650℃）——生物油 高温闪速裂解（700~1100℃）——可燃气体
200~280℃
纤维素 （吸热）
“脱水纤维素”+水
280~340℃
（放热）
经一些有序的 竞争反应
炭+水+CO+CO2等
气
Kilzer提出的纤维素热分解途径
从物质、能量的传递分析
气体
热量
生物质
颗粒边界层 生物油
生物油
炭
气体
生物质 一次裂解
一次气体 二次裂解
一次生物油
生物质炭
一次生物油 二次气体
生物质热裂解过程示意
升温速率
Kilzer 和 Broido （1965）在研究纤维素热裂解机理时指出，低 升温速率有利于炭的形成，而不利于焦油的产生。
4.生物质热裂解工艺类型
根据工艺操作条件，生物质热裂解工艺分为慢速、快速和反应性热裂 解三种类型。在慢速热裂解工艺中又可分为炭化和常规裂解。
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
固体和气相滞留期
Wagannar研究表明，在给定颗粒粒径和反应温度条件下，为 使生物质彻底转换，需要很小的固相滞留期。
生物质物料特性的影响
生物质种类、粒径、形状及粒径分布等特性对生物质热裂解行 为及产物分布有着重要影响。
要点
1.生物质热裂解概念
2.生物质热裂解反应机理
3.影响生物质热裂解过程 及产物组成的因素
4.生物质热裂解工艺类型
1.生物质热裂解概念
生物质热裂解是指生物质在完全没有氧气或缺氧条件下热降 解，最终生成生物油、木炭和可燃气体的过程。三种产物的 比例取决于热裂解工艺和反应条件。
低温慢速裂解（<500℃）——木炭为主 中温快速热裂解（500~650℃）——生物油 高温闪速裂解（700~1100℃）——可燃气体
200~280℃
纤维素 （吸热）
“脱水纤维素”+水
280~340℃
（放热）
经一些有序的 竞争反应
炭+水+CO+CO2等
气
Kilzer提出的纤维素热分解途径
从物质、能量的传递分析
气体
热量
生物质
颗粒边界层 生物油
生物油
炭
气体
生物质 一次裂解
一次气体 二次裂解
一次生物油
生物质炭
一次生物油 二次气体
生物质热裂解过程示意
升温速率
Kilzer 和 Broido （1965）在研究纤维素热裂解机理时指出，低 升温速率有利于炭的形成，而不利于焦油的产生。
4.生物质热裂解工艺类型
根据工艺操作条件，生物质热裂解工艺分为慢速、快速和反应性热裂 解三种类型。在慢速热裂解工艺中又可分为炭化和常规裂解。
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
固体和气相滞留期
Wagannar研究表明，在给定颗粒粒径和反应温度条件下，为 使生物质彻底转换，需要很小的固相滞留期。
生物质物料特性的影响
生物质种类、粒径、形状及粒径分布等特性对生物质热裂解行 为及产物分布有着重要影响。
7,第四章(1)生物质热裂解
生物质热化学转化技术概述 生物质气化 生物质热裂解（热解） 生物质热裂解（热解） 生物质直接液化 生物质热裂解炭化
1.生物质热化学转化技术概述
定义：生物质热化学转化是指在加热条件下，用 化学手段将生物质转换成燃料物质的技术。 分类：生物质热化学转化可进一步分为气化、热 裂解（热解）、液化三种技术；各技术产生各自 的产品。
生物质气化原理：还原反应
③甲烷生成反应 C+2H2 →CH4；△H= －752.400kJ/mol CO+3H2→CH4+H2O(g)； △H= －2035.66kJ/mol CO2+4H2 →CH4+2H2O(g)； △H= －827.514kJ/mol 碳加氢直接合成甲烷是强烈的放热反应，甲烷是稳定化合 物，当温度高于600 ℃时，甲烷就不再是热稳定状态，反 应将向反方向进行，析出炭黑。常压气化时温度一般控制 在800 ℃。 以上反应均为体积缩小的反应，加压有利于反应向右进行。 气化同时伴有下列反应 2C+4H2O →CH4+CO2； △H= －677.286kJ/mol
2.3.生物质气化分类
根据气化介质的不同可分为干馏气化、 空气气化、水蒸气气化、氧气气化、氢 气以及这些气体混合物的气化。
生物质气化分类
(1) 空气气化 空气气化是以空气作为气化介质的气化过程， 是所有气化技术中最简单、最经济的一种技术， 气化过程不需要额外提供热量。空气中的氮气 一般不参与反应，在空气气化的生物质燃料中， 氮气含量可高达50%，其大量存在稀释了可燃 气中的可燃成份，降低了燃气热值。空气气化 的燃气热值一般为5MJ/m3，属低热值燃气，不 适于采用管道进行长距离输送，但用于近距离 燃烧或发电时，空气气化仍是最佳的选择。
1.生物质热化学转化技术概述
定义：生物质热化学转化是指在加热条件下，用 化学手段将生物质转换成燃料物质的技术。 分类：生物质热化学转化可进一步分为气化、热 裂解（热解）、液化三种技术；各技术产生各自 的产品。
生物质气化原理：还原反应
③甲烷生成反应 C+2H2 →CH4；△H= －752.400kJ/mol CO+3H2→CH4+H2O(g)； △H= －2035.66kJ/mol CO2+4H2 →CH4+2H2O(g)； △H= －827.514kJ/mol 碳加氢直接合成甲烷是强烈的放热反应，甲烷是稳定化合 物，当温度高于600 ℃时，甲烷就不再是热稳定状态，反 应将向反方向进行，析出炭黑。常压气化时温度一般控制 在800 ℃。 以上反应均为体积缩小的反应，加压有利于反应向右进行。 气化同时伴有下列反应 2C+4H2O →CH4+CO2； △H= －677.286kJ/mol
2.3.生物质气化分类
根据气化介质的不同可分为干馏气化、 空气气化、水蒸气气化、氧气气化、氢 气以及这些气体混合物的气化。
生物质气化分类
(1) 空气气化 空气气化是以空气作为气化介质的气化过程， 是所有气化技术中最简单、最经济的一种技术， 气化过程不需要额外提供热量。空气中的氮气 一般不参与反应，在空气气化的生物质燃料中， 氮气含量可高达50%，其大量存在稀释了可燃 气中的可燃成份，降低了燃气热值。空气气化 的燃气热值一般为5MJ/m3，属低热值燃气，不 适于采用管道进行长距离输送，但用于近距离 燃烧或发电时，空气气化仍是最佳的选择。
生物质热裂解ppt课件
升温速率
Kilzer 和 Broido （1965）在研究纤维素热裂解机理时指出，低 升温速率有利于炭的形成，而不利于焦油的产生。
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4.生物质热裂解工艺类型
根据工艺操作条件，生物质热裂解工艺分为慢速、快速和反应性热裂 解三种类型。在慢速热裂解工艺中又可分为炭化和常规裂解。
低温慢速裂解（<500℃）——木炭为主 中温快速热裂解（500~650℃）——生物油 高温闪速裂解（700~1100℃）——可燃气体 如果反应条件合适，可获得原生物质80%~85%的能量，生物油产率 可达70%以上。
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2.生物质热裂解反应机理
从生物质组成成分分析 从物质、能量的传递分析 从反应进程分析 从线性分子链分解角度分析
组成的因素
温度
一般地说，低温、长滞留期的慢速热裂解主要用于最大限度地增 加炭的产量；常规热裂解当温度小于600℃时，采用中等反应速率， 其生物油、不可冷凝气体和炭的产率基本相等；闪速裂解温度在 500~650℃范围内，主要用来增加生物油的产量；同样的闪速热裂 解，若温度高于700℃，在非常高的反应速率和极短的气相滞留期 下，主要用于生产气体产物。
一次生物油 二次气体
从反应进程分析
生物质的热裂解过程分为三个阶段： ① 脱水阶段（室温~100℃） 物理变化，主要失去水分 ② 主要热裂解阶段（100~380℃） 生物质在缺氧条件下受热分
解，随着温度的不断升高，各种挥发物相应析出，原料发生 大部分的质量损失。 ③ 炭化阶段（>400℃） 分解非常缓慢，产生质量损失比第二阶 段小得多，该阶段通常被认为是C-C键和C-H键的进一步裂解 所造成的。
生物质热裂解
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Kilzer 和 Broido （1965）在研究纤维素热裂解机理时指出，低 升温速率有利于炭的形成，而不利于焦油的产生。
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4.生物质热裂解工艺类型
根据工艺操作条件，生物质热裂解工艺分为慢速、快速和反应性热裂 解三种类型。在慢速热裂解工艺中又可分为炭化和常规裂解。
低温慢速裂解（<500℃）——木炭为主 中温快速热裂解（500~650℃）——生物油 高温闪速裂解（700~1100℃）——可燃气体 如果反应条件合适，可获得原生物质80%~85%的能量，生物油产率 可达70%以上。
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2.生物质热裂解反应机理
从生物质组成成分分析 从物质、能量的传递分析 从反应进程分析 从线性分子链分解角度分析
组成的因素
温度
一般地说，低温、长滞留期的慢速热裂解主要用于最大限度地增 加炭的产量；常规热裂解当温度小于600℃时，采用中等反应速率， 其生物油、不可冷凝气体和炭的产率基本相等；闪速裂解温度在 500~650℃范围内，主要用来增加生物油的产量；同样的闪速热裂 解，若温度高于700℃，在非常高的反应速率和极短的气相滞留期 下，主要用于生产气体产物。
一次生物油 二次气体
从反应进程分析
生物质的热裂解过程分为三个阶段： ① 脱水阶段（室温~100℃） 物理变化，主要失去水分 ② 主要热裂解阶段（100~380℃） 生物质在缺氧条件下受热分
解，随着温度的不断升高，各种挥发物相应析出，原料发生 大部分的质量损失。 ③ 炭化阶段（>400℃） 分解非常缓慢，产生质量损失比第二阶 段小得多，该阶段通常被认为是C-C键和C-H键的进一步裂解 所造成的。
生物质热裂解
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生物质气化裂解技术-PPT演示文稿
生物质水解工艺 hydration of biomass
• 预处理：蒸气爆破、碱水解及稀酸水解
• 蒸汽爆破法：蒸汽将生物质原料加热至200～240℃， 维持30s～20min，高温和高压造成了木质素软化；然 后迅速使原料减压，造成纤维素晶体和纤维素的爆裂， 使木质素和纤维素分离 （“垃圾炮”）
• 酸水解：稀硫酸或SO2浸润生物质，再以蒸汽处理
、林业和农业产品加工后的废物 • 产品是活性炭和水煤气原料，如传统的焦炭
生产
热解反应主要工艺类型
工艺类型 慢速热解
滞留期
碳化
数小时~数天
常规 快速热解
快速 闪速（液体） 闪速（气体）
极快速 真空
反应性热解 加氢热解 甲烷热解
5-30min
0.5~5s <1s <10s <0.5s 2~30s
典型农林废弃物及生活垃圾热解生 物油特性
原料
温度 反应器 C
木屑 500℃ 流化床 47.79
松木粉 550℃ 流化床 31.76
玉米芯 550℃ 固定床 59.36
木薯茎 600℃ 固定床 22.58
生活垃圾 600℃ 固定床 17.72
锅炉燃油
85.0
生物油元素分析
H
O
N
S
7.789 42.96
（1）高温热解 • >900℃ • 直接加热方式 • 高温纯氧热解工艺，反应器中氧化—熔渣区段温度
>1500℃ • 热解残留惰性固体熔化，以液态渣形式排出反应器，
清水淬冷后作建筑材料骨料
（2）中温热解 • 热解温度600～900℃ • 相对单一物料热解，回收能源和资源，如废
轮胎、废塑料转换成类重油物质 • 类重油物质可作能源，也可做化工初级原料
生物质能与生物质热裂解液化技术PPT64页
生物质能与生物质热裂解液化技术
11、用道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
Thank you
11、用道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
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《生物质热解技术》课件
生物质热解技术的优势
01
质热解技术利用可再生的 生物质资源，如农业废弃物、 木材废弃物等，符合可持续发 展的要求。
高效转化
生物质热解技术能够将生物质 高效转化为高品位燃料和化学 品，提高了能源利用效率。
减少污染
与传统的燃烧方式相比，生物 质热解技术能够减少废气、废 水和固体废物的排放，降低环 境污染。
加强政策支持
政府应加强政策支持，鼓励生 物质热解技术的研发和应用。
04
生物质热解技术的实际应用案例
生物质热解技术在能源生产中的应用
生物质热解技术可以用于生产生物油，替代化石燃料，如柴油、 汽油等。生物油的热值较高，可以用于燃烧发电或直接用于工业 燃烧设备。
生物质热解技术还可以用于生产生物燃气，如沼气等。生物燃气 的主要成分是甲烷，可以用于家庭和工业燃气。
生物质热解技术可以用于处理农业废弃物、城市垃圾等废物 ，将其转化为有用的能源和化学品。这不仅可以减少废物的 环境污染，还可以实现废物资源化利用。
生物质热解技术还可以用于处理工业废弃物，如废油、废溶 剂等。通过生物质热解技术可以将这些废弃物转化为有用的 能源和化学品，实现废弃物的资源化利用。
05
结论
生物质热解技术在化学品生产中的应用
01
生物质热解技术可以用于生产各 种化学品，如酚类、芳香烃类、 醇类等。这些化学品在化工、医 药、农药等领域有广泛的应用。
02
生物质热解技术还可以用于生产 高分子材料，如聚合物、树脂等 。这些高分子材料可以用于制造 塑料、纤维等产品。
生物质热解技术在废物处理中的应用
未来生物质热解技术的国际合作与交流将 进一步加强，促进技术传播和经验分享， 推动全球范围内的技术进步和应用推广。
生物质热解技术41页PPT
生物质热解技术
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
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26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
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8,第四章(2)生物质热裂解
生物质热化学转化技术
• 生物质热化学转化技术概述 • 生物质气化 • 生物质热裂解（热解） • 生物质液化 • 生物质热裂解炭化
生物质液化
• • • • • 4.1 生物质液化的基本概念及分类 4.2 生物质热解液化液化技术 4.3 生物质高压直接液化技术 4.4生物质低压（常压）直接液化技术简介 4.5超临界液体在生物质液化中的应用
生物质热解液化机理（2）
纤维素分解反应途径的概念性框架（Kilzer,1965）： 竞争反应 脱水纤维素+ H2O 200-280 ℃ 纤维素 炭、H2O、CO2、CO
焦油（主要是左旋葡萄糖），含有部分气体 280-340 ℃ • 快速升温、高温、短时间组合的目的是防止炭化。
生物质热解液化机理
• 纤维素热裂解产生的化学产物包括炭、H2O、CO2、CO、 H2 、左旋葡萄糖、醛类、酮类和有机酸。
生物质液化的基本概念及分类
• 生物质直接液化具有许多优越性，如来源广泛、不需要 经过对原料进行脱水和粉碎等高耗能步骤；操作简单、 不需要极高的加热速率和很高的反应温度；产品氧含量 较低、热值高等。 • 目前，生物质直接液化技术因其成本高，还难以商业化。 脂肪蛋白质类与碳水化合物直接液化有区别
直接液化与热解的比较 转化方式 直接液化 热解 温度/K 525~600 650~800 压力/MPa 5~20 0.1~0.5 干燥 不需要 需要
工艺类型 慢速热解 常规热解 快速热解
工作温度/℃ 400 600
加热速率 非常低 低
停留时间 数小时至数 天 5~30min
主要产物 炭 气、油、炭
快速 闪速 极快速
650 >650 1000
较高 高 非常高
0.5~5s <1s <0.5s
《生物质热解技术》课件
政府支持
制定相关政策和标准 加大对生物质热解技术的投入
企业合作
多方合作，共同推动技术创新
科研机构
开展深入研究，提升技术水平
国际合作
加强国际间生物质热解技术合 作与交流
国际合作
国际间应该加强生物质热解技术的合作与交流，共同推动 技术的发展和普及。通过国际合作，不仅可以分享经验和 资源，还可以加速技术的创新和应用，实现更广泛的影响 和效益。
生物气
可用于发电 供热、供暖等领域
生物炭
用于土壤改良 再生能源领域
热能
直接供暖、制冷等用途
生物质热解技术的应用 前景
生物质热解技术具有广泛的应用前景。在能源领域，可以替 代传统化石能源，减少温室气体排放，保护环境。在工业生 产中，可以实现资源的循环利用，提高能源利用效率。未来 随着生物质热解技术的不断创新和发展，其应用范围将进一 步扩大。
● 02
第2章 生物质热解过程
生物质热解的基本原理
生物质热解是一种将生物质分子内部的键断裂的过程，通过 高温、无氧或低氧环境下进行，最终生成气体、液体和固体 产物。这一过程在生物质能源开发和利用中具有重要意义。
生物质热解的反应机理
热解
生物质在高温下分 解成不同产物
干馏
在缺氧或无氧条件 下，生物质物质分
● 05
第五章 生物质热解技术的环 保效益
01 减少碳排放
低碳排放
02 减少污染
环保优势
03 提高空气质量
环境友好
生物质热解技术的减排效果
减少化石能源使用
提倡可再生能源 减少对石油、煤等传统能源的 依赖
减少温室气体排放
降低二氧化碳排放量 减缓气候变化
提高大气质量
生物质资源转化与利用--生物质热裂解技术 ppt课件
产物的比例根据不同的热裂解工艺和反应条件而变化。 慢速热裂解
按照升温速率和完 全反应时间的不同 快速热裂解 闪速热裂解
ppt课件 4
热裂解工艺主要运行参数
参数 慢速热裂解 快速热裂解 闪速热裂解
反应温度/oC
升温速度/(oC/s) 停留时间/s
300~700
0.1~1 >600
600~1000
10~20 0.5~5
ppt课件
24
真空热解反应器/真空移动床（1996） 加拿大Laval大学生物质真
空热解装置，已经完善反应过程和提高产量，并在1996年成立了Pro— System能源公司，负责把这个反应器大型化，上述这套系统已经进行商业 化运行。
ppt课件 20
（4）液体生物油的收集
液体的收集一直以来都是整个热解过程中运行最困难的部分， 目前几乎所有的收集装置都不能很有效的收集。
这是因为裂解气产物中挥发分在冷却过程中与非冷凝性气体 形成了烟雾状的气溶胶形态，是一种由蒸汽、微米级的小颗 粒、带有极性分子的水蒸气分子组成的混合物，这种结构给 液体的收集带来困难。 在较大规模的反应系统中，采用与冷液体接触的方式进行冷 凝收集，通常可以收集到大部分的液体产物，但进一步的收 集则需要依靠静电捕捉等对处理微小颗粒比较有效地技术了。
14
生物质热解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。
生物质热裂解技术ppt
产物的比例根据不同的热裂解工艺和反应条件而变化。
慢速热裂解
按照升温速率和完 全反应时间的不同
快速热裂解 闪速热裂解
热裂解工艺主要运行参数
参数
慢速热裂解
反应温度/oC
300~700
升温速度/(oC/s)
0.1~1
快速热裂解 600~1000 10~20
停留时间/s
>600
0.5~5
物料尺寸/mm
5~50
周期3-5d
白烟 黄烟 青烟 木炭率18-22
操作周期24小时，木炭率15-20
每8小时加料1次，每1小时出料1次，物料停留4-5h，木炭率25-30
生物质热裂解液化工艺的发展
20世纪80年代初，加 1995年左右，目前生 拿大Waterloo大学开 物质热解制油主流设 始了以提高液体产率 备已经普遍完成研发。 为目标的循环流化床 之后，随着试验规模 研究，为现代快速、 的反应装置逐步完善 闪速裂解提供了基础， 化，欧美示范性和商 被公认为本领域中最 业化运行的热裂解项 广泛深入的研究成果。 目不断开发和建造。
2005年后， 国外科研 机构开始 加大力度 研发生物 油的深加 工技术。
1980
1990
纤维素、半纤维素、木质素三种组分常被假设独立进行热分解。
纤维素受热分解阶段：
➢水分的蒸发与干燥（100~150 oC） 化学性质不变，水蒸发
➢葡萄糖基脱水（150~240 oC） 法学性质发生变化，产物为反应水
➢热裂解（240~375oC） 一氧化碳、二氧化碳、醋酸、甲醇、焦油、生物质炭
➢聚合和芳构化（>400 oC） 甲烷、木炭等固液气产物
纤维素通常的热分解温度范围：275~450 oC
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3.影响生物质热裂解过程 及产物组成的因素
温度
一般地说，低温、长滞留期的慢速热裂解主要用于最大限度地增 加炭的产量；常规热裂解当温度小于600℃时，采用中等反应速率 ，其生物油、不可冷凝气体和炭的产率基本相等；闪速裂解温度在 500~650℃范围内，主要用来增加生物油的产量；同样的闪速热裂 解，若温度高于700℃，在非常高的反应速率和极短的气相滞留期 下，主要用于生产气体产物。
生物质热裂解
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要点
1.生物质热裂解概念
2.生物质热裂解反应机理
3.影响生物质热裂解过程 及产物组成的因素
4.生物质热裂解工艺类型
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1.生物质热裂解概念
生物质热裂解是指生物质在完全没有氧气或缺氧条件下热降 解，最终生成生物油、木炭和可燃气体的过程。三种产物的 比例取决于热裂解工艺和反应条件。
升温速率
Kilzer 和 Broido （1965）在研究纤维素热裂解机理时指出，低 升温速率有利于炭的形成，而不利于焦油的产生。
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4.生物质热裂解工艺类型
根据工艺操作条件，生物质热裂解工艺分为慢速、快速和反应性热裂 解三种类型。在慢速热裂解工艺中又可分为炭化和常规裂解。
280~340℃
（放热）
经一些有序的 竞争反应
炭+水+CO+CO2等
气
Kilzer提出的纤维素热分解途径
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从物质、能量的传递分析
气体
热量
生物质
颗粒边界层 生物油
生物油
炭 生物质 一次裂解
气体
一次气体 二次裂解
一次生物油 生物质炭
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生物质热裂解过程示意
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固体和气相滞留期
Wagannar研究表明，在给定颗粒粒径和反应温度条件下，为 使生物质彻底转换，需要很小的固相滞留期。
生物质物料特性的影响
生物质种类、粒径、形状及粒径分布等特性对生物质热裂解行 为及产物分布有着重要影响。
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压力
压力的大小影响气相滞留期，从而影响二次裂解，最终影响热裂 解产物产量分布。
一次生物油 二次气体
从反应进程分析
生物质的热裂解过程分为三个阶段： ① 脱水阶段（室温~100℃） 物理变化，主要失去水分 ② 主要热裂解阶段（100~380℃） 生物质在缺氧条件下受热分
解，随着温度的不断升高，各种挥发物相应析出，原料发生 大部分的质量损失。 ③ 炭化阶段（>400℃） 分解非常缓慢，产生质量损失比第二阶 段小得多，该阶段通常被认为是C-C键和C-H键的进一步裂解 所造成的。
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•பைடு நூலகம்
9、 人的价值，在招收诱惑的一瞬间被决定 。20.10. 720.10. 7Wednesday, October 07, 2020
•
10、低头要有勇气，抬头要有低气。0 1:23:26 01:23:2 601:23 10/7/20 20 1:23:26 AM
•
11、人总是珍惜为得到。20.10.701:23: 2601:2 3Oct-20 7-Oct-2 0
•
12、人乱于心，不宽余请。01:23:2601 :23:260 1:23W ednesda y, October 07, 2020
•
13、生气是拿别人做错的事来惩罚自 己。20. 10.720. 10.701: 23:2601 :23:26 October 7, 2020
•
14、抱最大的希望，作最大的努力。2 020年1 0月7日 星期三 上午1 时23分2 6秒01: 23:2620 .10.7
•
15、一个人炫耀什么，说明他内心缺 少什么 。。202 0年10 月上午1 时23分 20.10.7 01:23October 7, 2020
•
16、业余生活要有意义，不要越轨。2 020年1 0月7日 星期三 1时23 分26秒0 1:23:26 7 October 2020
•
11、人总是珍惜为得到。20.10.701:23: 2601:2 3Oct-20 7-Oct-2 0
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12、人乱于心，不宽余请。01:23:2601 :23:260 1:23W ednesda y, October 07, 2020
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13、生气是拿别人做错的事来惩罚自 己。20. 10.720. 10.701: 23:2601 :23:26 October 7, 2020
•
17、一个人即使已登上顶峰，也仍要 自强不 息。上 午1时23 分26秒 上午1 时23分0 1:23:26 20.10.7
谢谢大家
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10、低头要有勇气，抬头要有低气。0 1:23:26 01:23:2 601:23 10/7/20 20 1:23:26 AM
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14、抱最大的希望，作最大的努力。2 020年1 0月7日 星期三 上午1 时23分2 6秒01: 23:2620 .10.7
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15、一个人炫耀什么，说明他内心缺 少什么 。。202 0年10 月上午1 时23分 20.10.7 01:23October 7, 2020
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16、业余生活要有意义，不要越轨。2 020年1 0月7日 星期三 1时23 分26秒0 1:23:26 7 October 2020
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从生物质组成成分分析
生物质的三种主要组成物质常常被假设独立地进行热分解，半纤维素主
要在225~350℃分解，纤维素主要在325~375℃分解，木质素在 200~500℃分解。半纤维素和纤维素主要产生挥发性物质，而木质素主要 分解为炭。
200~280℃
纤维素 （吸热）
“脱水纤维素”+水
低温慢速裂解（<500℃）——木炭为主 中温快速热裂解（500~650℃）——生物油 高温闪速裂解（700~1100℃）——可燃气体 如果反应条件合适，可获得原生物质80%~85%的能量，生物油产率 可达70%以上。
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2.生物质热裂解反应机理
从生物质组成成分分析 从物质、能量的传递分析 从反应进程分析 从线性分子链分解角度分析
3.影响生物质热裂解过程 及产物组成的因素
温度
一般地说，低温、长滞留期的慢速热裂解主要用于最大限度地增 加炭的产量；常规热裂解当温度小于600℃时，采用中等反应速率 ，其生物油、不可冷凝气体和炭的产率基本相等；闪速裂解温度在 500~650℃范围内，主要用来增加生物油的产量；同样的闪速热裂 解，若温度高于700℃，在非常高的反应速率和极短的气相滞留期 下，主要用于生产气体产物。
生物质热裂解
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要点
1.生物质热裂解概念
2.生物质热裂解反应机理
3.影响生物质热裂解过程 及产物组成的因素
4.生物质热裂解工艺类型
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1.生物质热裂解概念
生物质热裂解是指生物质在完全没有氧气或缺氧条件下热降 解，最终生成生物油、木炭和可燃气体的过程。三种产物的 比例取决于热裂解工艺和反应条件。
升温速率
Kilzer 和 Broido （1965）在研究纤维素热裂解机理时指出，低 升温速率有利于炭的形成，而不利于焦油的产生。
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4.生物质热裂解工艺类型
根据工艺操作条件，生物质热裂解工艺分为慢速、快速和反应性热裂 解三种类型。在慢速热裂解工艺中又可分为炭化和常规裂解。
280~340℃
（放热）
经一些有序的 竞争反应
炭+水+CO+CO2等
气
Kilzer提出的纤维素热分解途径
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从物质、能量的传递分析
气体
热量
生物质
颗粒边界层 生物油
生物油
炭 生物质 一次裂解
气体
一次气体 二次裂解
一次生物油 生物质炭
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生物质热裂解过程示意
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固体和气相滞留期
Wagannar研究表明，在给定颗粒粒径和反应温度条件下，为 使生物质彻底转换，需要很小的固相滞留期。
生物质物料特性的影响
生物质种类、粒径、形状及粒径分布等特性对生物质热裂解行 为及产物分布有着重要影响。
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压力
压力的大小影响气相滞留期，从而影响二次裂解，最终影响热裂 解产物产量分布。
一次生物油 二次气体
从反应进程分析
生物质的热裂解过程分为三个阶段： ① 脱水阶段（室温~100℃） 物理变化，主要失去水分 ② 主要热裂解阶段（100~380℃） 生物质在缺氧条件下受热分
解，随着温度的不断升高，各种挥发物相应析出，原料发生 大部分的质量损失。 ③ 炭化阶段（>400℃） 分解非常缓慢，产生质量损失比第二阶 段小得多，该阶段通常被认为是C-C键和C-H键的进一步裂解 所造成的。
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11、人总是珍惜为得到。20.10.701:23: 2601:2 3Oct-20 7-Oct-2 0
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12、人乱于心，不宽余请。01:23:2601 :23:260 1:23W ednesda y, October 07, 2020
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13、生气是拿别人做错的事来惩罚自 己。20. 10.720. 10.701: 23:2601 :23:26 October 7, 2020
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从生物质组成成分分析
生物质的三种主要组成物质常常被假设独立地进行热分解，半纤维素主
要在225~350℃分解，纤维素主要在325~375℃分解，木质素在 200~500℃分解。半纤维素和纤维素主要产生挥发性物质，而木质素主要 分解为炭。
200~280℃
纤维素 （吸热）
“脱水纤维素”+水
低温慢速裂解（<500℃）——木炭为主 中温快速热裂解（500~650℃）——生物油 高温闪速裂解（700~1100℃）——可燃气体 如果反应条件合适，可获得原生物质80%~85%的能量，生物油产率 可达70%以上。
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从生物质组成成分分析 从物质、能量的传递分析 从反应进程分析 从线性分子链分解角度分析