生物质热解原理与技术(朱锡锋)
毛竹热解制备高附加值化学品
毛竹热解制备高附加值化学品马善为;李明;陈怡欣;朱锡锋【摘要】为了实现毛竹资源的高效利用，提高毛竹热解过程中高附加值化学品的产率，利用快速热裂解-色谱/质谱联用仪（Py-GC/MS）从热解温度、热解时间和预处理方式3个方面对毛竹的快速热解特性进行了研究。
结果表明：温度是影响毛竹热解产物的重要因素，热解温度在350～800℃之间时，随着热解温度的提高，热解产物种类增多，各产物产率不同程度地增加，在600℃热解时，目标产物产率达到最大值；延长热解时间，产物的产率增加，但最终会趋于恒定；碱洗可以提高热解对酚类产物的选择性，而且碱性越强选择性越好，但是碱洗会使热解产物的产率降低。
%In order to efficiently utilize bamboo resources and increase the yield of high value-added products, pyrolysis-gas chromatography-mass spectrometry(Py-GC/MS) was used to study the influence of temperature, time and pretreatment on pubescens pyrolysis. Temperature had an important effect on the pyrolysis process. With the increase of temperature in the range of 350-800℃, an increasing variety of products was obtained, and the total yield of products increased with the highest yield of target products at 600℃. The total yield of products increased with pyrolysis time until it reached a maximum. Alkali washing could improve the selectivity for phenols, but higher selectivity with stronger basic solution could decrease the yield of products after alkali washing.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2014(000)008【总页数】6页(P3237-3242)【关键词】毛竹;热解;选择性;色谱;预处理【作者】马善为;李明;陈怡欣;朱锡锋【作者单位】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;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;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;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【正文语种】中文【中图分类】TK6引言随着能源危机和环境污染的日益加剧，生物质能的发展利用受到了世界各国的普遍关注[1-3]。
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。
《生物质能源转化及利用》课程教学大纲
《生物质能源转化及利用》课程教学大纲 课程名称：生物质能源转化及利用课程代码：400+学分/学时：3学分/51学时开课学期：适用专业：热能与动力工程，新能源科学与工程先修课程：工程热力学、流体力学、传热学后续课程：开课单位：机械与动力工程学院一、课程性质和教学目标课程性质：生物质能源转化及利用是热能与动力工程、新能源科学与工程等专业的一门新兴应用技术基础课程。
教学目标：生物质能是目前世界上继石油、煤炭、天然气之后的第四大能源，也是今后可再生能源技术的主要利用对象。
生物质能也是唯一可储存的可再生能源，而且生物质可以转化为固体燃料、液体燃料和气体燃料，是唯一可全面替代化石能源，在未来建设低碳能源体系和可持续发展社会中将起到十分关键的作用。
对我国目前社会经济高速发展、城镇化不断扩大的历史阶段，存在大量的废弃秸秆和城市生活垃圾的清洁处理和资源化利用问题，所以开发利用生物质能不仅是解决化石能源不可持续的问题，也是解决我国社会经济发展所面临的迫切问题，掌握生物质能源转化的基本原理，熟悉生物质能利用技术，是能源工作者必须具备的基本素质，也是作为工程技术人员和管理人员必须具备的基本知识。
本课程由课程知识和课程大作业两部分组成。
课程知识以生物质资源、生物质前处理技术、生物质能源转化技术及多元化利用为主线，介绍生物质能基本特征、转化途径及基本原理、利用系统构建等，同时介绍我国在开发利用生物质能方面所面临的问题，以及国际上生物质能发展趋势。
课程大作业以我国能源体系为背景，结合我国生物质资源分布的特点和利用问题，针对特定区域的用能需求，提出因地制宜的生物质能利用方案和相应的政策支持，使学生不仅活学活用所学过的基本知识，而且养成全面系统地分析问题和解决问题的综合能力，以及创新思维能力。
二、课程教学内容及学时分配1.课程知识部分概述：（3学时）内容：能源的基本概念，能源在人类发展历史中所起的重要作用，传统能源所面临的问题。
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。
废弃生物质材料的热解制气技术及装备研究
废弃生物质材料的热解制气技术及装备研究热解制气技术是一种广泛应用于能源转换和废物处理领域的先进技术。
随着全球能源需求不断增长和环境问题日益严重，利用废弃生物质材料进行热解制气成为解决能源和环境问题的重要方法之一。
废弃生物质材料包括农作物秸秆、林木废弃物、食品加工废料等，它们在农业、林业和食品加工等生产过程中产生大量废弃物。
传统的废弃物处理方法往往采用填埋或焚烧，存在能源浪费和环境污染的问题。
而热解制气技术可以将这些废弃物转化为有价值的气体燃料，实现资源的高效利用。
热解制气技术的基本原理是通过热解反应将废弃生物质材料转化为燃气。
在热解过程中，废弃物经过加热和分解，产生大量的燃气和残留物。
燃气中主要包含一氧化碳、氢气和甲烷等可燃气体，可以用作燃料或化工原料。
而残留物可以作为肥料或其他工业原料进一步利用。
热解制气技术的研究主要包括两个方面：热解反应机理的理论探索和热解装备的设计与优化。
热解反应机理是热解制气技术研究的核心内容之一。
通过深入研究废弃生物质的化学组成和热解反应过程，可以揭示热解过程中各组分的转化规律和生成气体的机理。
这对于优化热解工艺、提高产气率和气体质量具有重要意义。
在热解装备的设计与优化方面，研究人员通过改进反应器结构和控制参数，提高反应器的热效率和产气效率。
常见的热解装备包括固定床反应器、旋转管式反应器和流化床反应器等。
不同的反应器有不同的优缺点，研究人员需要根据废弃物的特性和热解需求来选择合适的热解装备。
目前，热解制气技术已经在一些实际应用中取得了较好的效果。
例如，在农业领域，利用农作物秸秆等废弃物进行热解制气可以为农业生产提供清洁能源，并解决废弃物处理问题。
在工业领域，热解制气技术可以将食品加工废料等废弃物转化为可再生的燃气和化工原料，实现资源的循环利用。
尽管热解制气技术在废弃生物质材料的资源化利用中具有巨大潜力，但仍面临一些挑战。
首先，废弃生物质材料的成分复杂多样，热解过程中易产生异味和有害物质，需要进一步研究解决。
概述生物质热解的基本原理
概述生物质热解的基本原理
生物质热解是一种将生物质分解成可燃性气体、液体和固体炭的热化学过程。
其基本原理是通过在高温下加热生物质，使其发生热裂解，产生一系列气体、液体和固体产物。
具体而言，生物质热解的过程可以分为三个阶段：干燥阶段、热解阶段和固化阶段。
在干燥阶段，生物质中的水分被蒸发，使得生物质与热能相互作用。
在热解阶段，生物质中的有机物开始分解，并释放出可燃性气体和液体产品。
这些产品包括甲烷、一氧化碳、一氧化二氮、醋酸等。
在固化阶段，热解产物进一步分解生成可燃性固体炭。
这些炭可以作为生物质燃料使用，也可以用于制备材料、活性炭等。
生物质热解的基本原理是通过高温将生物质中的有机物分解成可燃性气体、液体和固体炭。
这一过程可以将生物质转化为更高能值的燃料，同时也可以利用热解产生的气体和液体产品。
生物质热解是一种重要的生物能源转化技术，具有广阔的应用前景。
生物质热解
生物质热解通过生物质能转换技术可高效地利用生物质能源，生产各种清洁能源和化工产品，从而减少人类对于化石能源的依赖，减轻化石能源消费给环境造成的污染。
目前，世界各国尤其是发达国家，都在致力于开发高效、无污染的生物质能利用技术，以保护本国的矿物能源资源，为实现国家经济的可持续发展提供根本保障。
生物质热解是指生物质在没有氧化剂(空气、氧气、水蒸气等)存在或只提供有限氧的条件下，加热到逾500?，通过热化学反应将生物质大分子物质(木质素、纤维素和半纤维素)分解成较小分子的燃料物质(固态炭、可燃气、生物油)的热化学转化技术方法。
生物质热解的燃料能源转化率可达95.5%，最大限度的将生物质能量转化为能源产品，物尽其用，而热解也是燃烧和气化必不可少的初始阶段。
1 热解技术原理1.1 热解原理从化学反应的角度对其进行分析，生物质在热解过程中发生了复杂的热化学反应，包括分子键断裂、异构化和小分子聚合等反应。
木材、林业废弃物和农作物废弃物等的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素。
热重分析结果表明，纤维素在52?时开始热解，随着温度的升高，热解反应速度加快，到350,370?时，分解为低分子产物，其热解过程为:(C6H10O5)n?nC6H10O5C6H10O5?H2O+2CH3-CO-CHOCH3-CO-CHO+H2?CH3-CO-CH2OHCH3-CO-CH2OH+H2?CH3-CHOH-CH2+H2O半纤维素结构上带有支链，是木材中最不稳定的组分，在225,325?分解，比纤维素更易热分解，其热解机理与纤维素相似。
从物质迁移、能量传递的角度对其进行分析，在生物质热解过程中，热量首先传递到颗粒表面，再由表面传到颗粒内部。
热解过程由外至内逐层进行，生物质颗粒被加热的成分迅速裂解成木炭和挥发分。
其中，挥发分由可冷凝气体和不可冷凝气体组成，可冷凝气体经过快速冷凝可以得到生物油。
一次裂解反应生成生物质炭、一次生物油和不可冷凝气体。
《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。
生物质热解过程的理论和实验研究
生物质热解过程的理论和实验研究一、引言生物质是一种可再生的资源，具有广泛的应用前景。
在能源不断消耗的今天，生物质热解技术成为了一种备受瞩目的能源转化技术。
生物质热解是指在缺乏氧气条件下，利用高温加热将生物质中的有机物转化为液态、气态和固态产品的过程。
热解产物除了固定碳和水分外，还含有一定量的挥发物、液态油和焦油。
生物质热解技术正在逐步地成熟，因此，对其理论和实验研究的深入探讨是非常必要和重要的。
二、生物质热解的理论1.热解反应原理生物质热解是一种复杂的非均相反应过程，主要涉及物理和化学反应机制。
在高温下，生物质中的糖类、蛋白质、脂肪等有机复合物分解为小分子化合物，如酚类、酮类、醇类、醛类、酸类等。
同时，生物质中的水分也会分解出来。
这些高分子化合物分解为低分子化合物的过程称为裂解反应。
2.热解产物组成及溢流原因生物质热解产物主要包括挥发物、液态油和固态残渣。
其中挥发物是指分解出的气体和液体，包括氢气、甲烷、一氧化碳、氧化物等；液态油是指裂解出的有机液体，如烷类、苯类、芳香烃等；固态残渣主要是生物质中不可转化成气体和液体的物质，如固体炭。
3.热解反应动力学生物质热解反应动力学是指生物质热解反应速率随时间变化的规律。
生物质热解速率随温度、压力、碳水化合物含量、水分含量等因素的变化而变化。
高温、高压和较高的碳水化合物含量可加速生物质热解反应速率。
水分含量过高会使生物质热解反应速率降低。
三、生物质热解的实验研究1.实验设备生物质热解实验通常采用热解批式反应器和热解流式反应器两种设备。
其中热解批式反应器采用密闭容器，在高温下进行实验；而热解流式反应器主要是通过稳定的热水流或气体流来实现。
2.实验方法生物质热解实验通常采用不同的方法，如热重分析、制样热分析和热流分析等。
在热重分析中，通过测定生物质在不断升温过程中的重量变化，可以得到热解过程中的重要信息。
制样热分析是在生物质热解过程中使用样品制备技术的一种方法，该方法能够提供有关生物质的物理和化学特性的信息。
生物质热解技术的关键技术研究
生物质热解技术的关键技术研究随着全球能源需求的不断增长和对环境保护的日益重视，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。
生物质热解技术作为生物质能源转化的重要途径之一，具有巨大的发展潜力。
本文将对生物质热解技术的关键技术进行深入研究。
一、生物质热解技术概述生物质热解是指在无氧或缺氧的条件下，将生物质加热到一定温度，使其发生热分解反应，生成生物油、生物炭和可燃性气体等产物的过程。
生物质热解技术具有原料来源广泛、转化效率高、产品用途多样等优点，是实现生物质能源高效利用的有效手段。
二、生物质热解的反应原理生物质主要由纤维素、半纤维素和木质素等组成。
在热解过程中，这些成分会发生一系列复杂的化学反应。
纤维素在较低温度下首先分解为左旋葡聚糖等中间产物，然后进一步分解为小分子气体和液体产物。
半纤维素的热稳定性相对较差，在较低温度下就会迅速分解。
木质素的结构较为复杂，热解过程相对缓慢，主要生成酚类、芳烃等化合物。
三、生物质热解的关键技术（一）原料预处理技术生物质原料的种类、含水率、颗粒大小等因素对热解过程和产物分布有着重要影响。
因此，在热解之前，需要对原料进行预处理。
干燥处理是降低原料含水率的常用方法，以提高热解效率。
粉碎和筛分可以减小原料颗粒尺寸，增加反应表面积，促进热传递和反应进行。
此外，对生物质进行化学预处理，如酸处理、碱处理等，可以改变其化学结构，提高热解产物的品质。
（二）热解反应器设计热解反应器是实现生物质热解的核心设备，其性能直接影响热解过程的效率和产物质量。
常见的热解反应器包括固定床反应器、流化床反应器和旋转锥反应器等。
固定床反应器结构简单，但传热效率较低，适用于小规模生产。
流化床反应器具有良好的传热和传质性能，能够实现连续化生产，但对原料颗粒尺寸要求较高。
旋转锥反应器则具有较高的热解效率和产物选择性。
在反应器设计中，需要考虑加热方式、反应温度、停留时间、物料流动等因素，以优化热解过程。
生物质热解及其强化技术研究
生物质热解及其强化技术研究生物质热解是指将生物质在高温条件下经过物理和化学变化而转化为热能、气体和其他有机物质的过程。
生物质热解技术已经成为了可再生能源领域中最为重要的技术之一，因为它可以把废弃物转化成一种可利用的能源形式。
在接下来的文章中，我们将会介绍更多关于生物质热解及其强化技术研究的信息，以期帮助读者对这一技术更为深入地了解。
一、生物质热解技术的原理生物质热解的主要过程是在高温情况下发生木质素的裂解，在氮气、氢气、一氧化碳、甲烷、乙烯、丙酮等有机化合物的存在下，产生大量的一氧化碳、二氧化碳和一氧化氮等有机物。
生物质热解主要包括两种类型，即干燥热解和湿热解，其中干燥热解是在缺乏氧气的条件下进行的，而湿热解则是在水蒸气的存在下进行的。
二、生物质热解技术的发展历史生物质热解技术的历史可以追溯到几百年前，当时人们就通过燃烧木材来将其转化为热能。
在20世纪初期，科学家们开始着手研究生物质热解技术，并陆续发现了木质素、赤褐色素、木糖和木聚糖等重要化合物。
随着研究的深入，生物质热解技术变得越来越复杂，这也促使了很多新技术的出现，例如：氧和水蒸气共同加热的技术，旋转流化床式反应器技术等。
这些技术都为生物质热解技术的发展提供了更多的选择。
三、强化生物质热解技术的方法尽管生物质热解技术已经在可再生能源领域中扮演着越来越重要的角色，但是这一技术仍然存在很多问题。
其中一个问题是生产出的产物成分不均匀，这对于生产具体产品而言是一个很大的障碍。
因此，对于强化生物质热解技术的研究一直是可再生能源领域中的热点话题之一。
目前已经有很多研究者针对生物质热解技术开展了研究。
下面我们将介绍其中一些研究方法。
1、催化剂技术研究者发现，催化剂的加入可以使生物质热解时所产生的产物成分更为均匀。
催化剂会在高温下与生物质反应，从而选择性地去除一些产物，进而促进所得产物的结构调控。
一些常见的催化剂包括纳米金属、氧化金属等。
2、溶剂作用和添加物研究将生物质加入一些溶剂中能够促进其热解过程。
第5章 生物质热解技术
生物质热解原理与技术生物质能概论主要内容基本原理典型固体废物的热解新型热解技术-微波、等离子体5.进料速率进料速率的不断增加使得反应器内的传递的热量不足以使秸秆迅速升温，达不到快速热解的条件，因此喂料速率增加到一定数值后热解油产率下降而炭收集率增加； 进料速率的增加将使单位时间内挥发分的生成量增加，从而使气相流量增加，相应地降低了固相停留时间；进料速率增加到一定程度后，热解产物中焦炭的量也在增加，极有可能导致管道堵塞。
增加极有可能6．物料性质物料的性质如有机物成分、含水率和尺寸大小等对热解过程有重要影响。
有机物成分比例大热值高的物料其可热解性相 有机物成分比例大、热值高的物料，其可热解性相对就好、产品热值高、可回收性好、残渣也少。
物料颗粒的尺寸较小有利于热量传递保证热解过 物料颗粒的尺寸较小有利于热量传递、保证热解过程的顺利进行，尺寸过大时，情况则相反。
7．反应器类型7反应器类型反应器是热解反应进行的场所，是整个热解过程的关键。
不同反应器有不同的燃烧床条件和物流方式。
一般来说，般来说，固定床结构简单，而流化床温度可控性好。
气体与物料逆流行进有利于延长物料在反应器内的滞留时间，从而可提高有机物的转化率；气体与物料顺流行进可促进热传导，加快热解过程。
8供气供氧8．供气供氧 空气或氧气作为热解反应中的氧化剂，使物料发生部分燃烧，提供热能以保证热解反应的进行因此供给适量的空气或氧气是非的进行。
因此，供给适量的空气或氧气是非常重要的，也是需要严格控制的。
供给的可以是空气，也可以是纯氧。
由于空气中含有较多的N 气中含有较多的2，供给空气时产生的可燃气体的热值较低。
供给纯氧可提高可燃气体的热值但生产的热值，但生产成本也会相应增加。
不同热解工艺的热解产物温度/℃工艺停留时间加热速率温度/主要产物炭化几小时～几天极低300～500焦炭加压炭化15min～2h 中速450焦炭常规热解几小时5～30min 低速中速400～600700～900焦炭、液体1）和气体2）焦炭和气体真空热解2～30s 中速350～450液体012高速400650快速热解0.1～2s 小于1s 小于1s高速极高400～650650～9001000～3000液体液体和气体气体注：1）液体成分主要有乙酸、乙醇、丙酮及其他碳水化合物组成的焦油或化合物组成，可通过进一步处理转化为低级的燃料油；2）气体成分主要由氢气、甲烷、碳的氧化物等气体组成。
生物质热解液化装置研制与试验研究
步 ，一些单 位 已正在 进行 产业化 中试 。
颗粒 和热 载体 主要依 靠 机 械 运 动进 行 碰撞 和混 合 ，
以实现动 量交换 和热 量传递 ，其 优点是 不需 要或需
１ 热 解 液化 装 置
１１ 装置 规模 ．
规模 约 为每小 时处 理 ２ｔ 秆 （ 秸 即每小时约 产 １ 生 ｔ 物油 ）比较适宜 。这样 可将秸 秆 收集半 径控 制在 １ ０
［ 稿 日期 ］ ２０ —０ ０ ；修 回 日期 收 ０５ ６— ８ ［ 者简介］ 作 ２０ ０５—１ —１ ； １ ７
朱 锡 锋 （９２一） １６ ，男 ，安 徽 南 陵 县 人 ， 中 国 科学 技 术 大 学 副 教 授
的一个 重要 技术 手段 已越 来越 为人们 所重视 。
规模 分别 为每小 时处理 ２ ０ｋ ０ ｇ和 ２ 左 右 的物 料 ０
较 为适宜 。
本装 置属 于小试 规模 ，根据 原料不 同 ，设计能 力 为每小 时可液 化处理 １ ２ 物料 。 ５～ ０
１２ 反 应 器 类 型 ．
之热 值下 降 。另 一 类是 机 械 运 动式 的 ，生 物 质
欧美发 达 国家对 生物 质热解 液 化技术 的研 究始 于上世 纪 ７ ０年代 ，现 已开 发 出多 种不 同类 型 的热 解工 艺和反 应器 ，少 数 国家如荷 兰 等 已开 始进 行商 业化示 范应 用 。我 国于 ９ ０年 代 中期 开始 进 行 热 解
维普资讯
２０ ０ ６年 １ ０月
中国工程科 学
Ｅ ｇｎ ｅ ｉｇ Ｓ ｉｎ ｅ ｎ ｉｅ ｒｎ ｃｅ ｃ
０ｃ ．２ ０ ｔ ０６
生物质热解技术在生物燃料生产中的应用
生物质热解技术在生物燃料生产中的应用目录1. 内容概要 (2)1.1 背景介绍 (2)1.2 研究目的和意义 (3)2. 生物质热解技术概述 (4)2.1 定义与原理 (5)2.2 热解技术的分类 (6)2.3 热解技术的发展历程 (7)3. 生物质热解技术在生物燃料生产中的应用 (8)3.1 生物质热解油的生产 (9)3.2 生物炭的生产与应用 (11)3.3 生物气的生产与应用 (12)3.4 生物燃料的其他生产方式 (13)4. 生物质热解技术的工艺流程 (15)4.1 原料的预处理 (15)4.2 热解反应过程 (17)4.3 产品的分离与纯化 (18)4.4 废气废物的处理 (19)5. 生物质热解技术的优势与挑战 (20)5.1 优势分析 (21)5.2 面临的挑战 (23)5.3 解决方案与建议 (24)6. 生物质热解技术的市场前景与展望 (25)6.1 市场需求分析 (26)6.2 竞争状况分析 (27)6.3 未来发展趋势预测 (30)1. 内容概要本文档主要探讨了生物质热解技术在生物燃料生产中的应用，首先，介绍了生物质热解技术的基本原理和过程，包括其定义、工艺流程及其在能源领域的重要性。
接着，详细阐述了生物质热解技术在生物燃料生产中的具体应用，包括生物质转化为生物油、生物炭和合成气等燃料的过程。
此外，还分析了生物质热解技术的优势，如环保性、可再生性和经济性等。
讨论了当前该技术面临的挑战以及未来的发展趋势，并展望了其广阔的应用前景。
本文旨在为相关领域的研究人员、企业和政策制定者提供有关生物质热解技术在生物燃料生产中应用的全面概述。
1.1 背景介绍在全球能源需求日益增长和环境污染日趋严重的背景下，寻找可持续、清洁的能源已成为各国政府和科研机构关注的焦点。
生物质能源作为一种可再生、低碳的清洁能源，因其丰富、可再生以及环境友好等特点，受到了广泛关注。
生物质热解技术作为生物质能源转化的重要手段，通过在一定温度下对生物质进行热分解，将其转化为固态的生物炭、液态的生物油和气态的燃气等多种有用产物，为能源的多元化利用提供了新的途径。
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。
生物质热解油的性质精制与利用
生物质热解油的性质精制与利用
朱锡锋;郑冀鲁;郭庆祥;朱清时
【期刊名称】《中国工程科学》
【年(卷),期】2005(007)009
【摘要】从元素含量、化学成分、稳定性、粘度、热值等方面详细叙述了热解生物油的性质,介绍了生物油的精制和利用技术,其中对近年来出现的生物油热蒸气直接催化精制、利用表面活性剂改良生物油使其直接用于柴油机等新技术给予了特别关注,对催化剂在生物油精制和利用过程中的影响也作了重点叙述.
【总页数】6页(P83-88)
【作者】朱锡锋;郑冀鲁;郭庆祥;朱清时
【作者单位】中国科技大学生物质洁净能源实验室,合肥,230026;中国科技大学生物质洁净能源实验室,合肥,230026;中国科技大学生物质洁净能源实验室,合
肥,230026;中国科技大学生物质洁净能源实验室,合肥,230026
【正文语种】中文
【中图分类】TK6
【相关文献】
1.生物质热解与热解油精制 [J], 刘宝勇;郭贞;郭庆杰;陈爽;刘会娥
2.生物质热解油的特性及精制 [J], 桑小义;李会峰;李明丰;李大东
3.生物质热解油的精制 [J], 吕翠盈;张玉鹏
4.生物质热解油的精制方法研究进展 [J], 司展;蒋剑春;王奎
5.生物质能源转化技术与应用(Ⅲ)——生物质热解液体燃料油制备和精制技术 [J], 郑志锋;蒋剑春;戴伟娣;孙云娟
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《生物质热解原理与技术》可作为高等学校和科研院所相关专业的研究生和高年级本科生的教材使用，也可以作为生物质能领域工程技术人员的参考资料使用。
目录
目录
《21 世纪新能源丛书》序
前言
第1 章概述 1
1.1 能源的基本概念 1
1.2 绿色植物光合作用 3
1.3 生物质资源与分类 6
1.4 生物质的物理性质. 10
1.4.1 生物质的含水率.10
1.4.2 生物质的密度.10
1.4.3 堆积角、内摩擦角和滑落角 11
1.4.4 生物质炭的机械强度.12
1.4.5 生物质的比表面积.13
1.4.6 生物质的孔隙率.13
1.4.7 生物质的比热容.13
1.4.8 生物质的导热系数.13
1.5 生物质的燃料特性. 14
1.5.1 生物质的燃烧.14
1.5.2 生物质的发热量.15
1.5.3 生物质燃料的化学当量比 17
1.6 生物质能源转换技术. 18
参考文献 22
附录1-1 我国农作物秸秆资源及其分布 22
附录1-2 固体生物质燃料全水分测定方法 27
第2 章生物质的组成与结构. 30
2.1 生物质的组成和结构. 30
2.2 生物质的元素分析. 36
2.3 生物质的工业分析. 41
参考文献 47
附录2-1 纤维素聚合度的测定方法及常见生物质原料的组成成分 48
附录2-2 常见生物质原料的分析结果 56
第3 章生物质的热解原理. 80
3.1 纤维素热解机理 80
3.1.1 纤维素热解机理概述. 80
3.1.2 纤维素热解液体产物组成 81
3.1.3 LG 的形成 81
3.1.4 其他脱水糖衍生物的形成 90
3.1.5 呋喃类产物的形成. 93
3.1.6 小分子醛酮类产物的形成 94
3.1.7 纤维素快速热解的整体反应途径 97
3.2 半纤维素热解机理.100
3.2.1 半纤维素热解机理概述 100
3.2.2 半纤维素热解液体产物组成 100
3.2.3 脱水糖衍生物以及呋喃类产物的形成 100 3.2.4 小分子物质的形成.104
3.2.5 木聚糖快速热解的整体反应途径 104
3.3 木质素热解机理 107
3.3.1 木质素热解机理概述.107
3.3.2 木质素模型化合物及其热解机理.107
3.4 生物质热解的主要影响因素 118
3.4.1 加热速率的影响. 118
3.4.2 热解温度的影响. 118
3.4.3 热解时间的影响.122
3.4.4 原料种类的影响.122
3.4.5 原料性质的影响.123
3.4.6 其他因素的影响.124
参考文献 125
第4 章生物质的热解炭化.130
4.1 概述 130
4.2 生物质热解炭化原理.130
4.3 生物质热解炭化装置.132
4.3.1 传统生物质热解炭化装置 133
4.3.2 新型生物质热解炭化装置 140
4.4 生物质炭的性质与应用.146
4.4.1 生物质炭的组成.146
4.4.2 生物质炭的性质.147
4.4.3 生物质炭的应用.149
4.5 醋液与焦油的性质与应用.152
4.5.1 醋液的组成与性质.152
4.5.2 醋液的应用.156
4.5.3 焦油的组成与性质.157
4.5.4 焦油的应用.159
参考文献 160
第5 章生物质的热解气化.165
5.1 概述 165
5.2 生物质气化技术分类.167
5.2.1 按气化压力进行分类.167
5.2.2 按气化温度进行分类.168
5.2.3 按气化剂进行分类.168
5.2.4 按加热方式进行分类.169
5.2.5 按气化炉结构进行分类 170
5.3 生物质热解气化原理.174
5.3.1 气化基本原理.174
5.3.2 气化反应动力学.176
5.3.3 气化反应平衡分析.179
5.3.4 气化主要影响因素.181
5.3.5 气化主要评价参数.184
5.4 典型气化炉及其设计举例.186
5.4.1 生物质气化装置的构成 186
5.4.2 下吸式固定床气化炉.187
5.4.3 上吸式固定床气化炉.188
5.4.4 气化炉设计计算举例.189
5.5 生物质气化气体的净化.191
5.5.1 燃气中焦油的特点及其危害 191
5.5.2 传统的焦油去除方法.192
5.5.3 催化裂解去除焦油方法 193
5.6 生物质气化技术的应用.196
5.6.1 生物质气化供热.196
5.6.2 生物质气化集中供气.197
5.6.3 生物质气化发电.198
5.6.4 生物质气化制氢.199
5.6.5 生物质气化合成液体燃料 200
参考文献 207
附录5-1 生物质气化集中供气站建设标准 207参考文献 257
第7 章生物油的性质与应用.259
7.1 概述 259
7.2 生物油的化学组成及其分离与分析 259第6 章生物质的热解液化.215
6.1 概述 215
6.2 生物质原料预处理.216
6.2.1 破碎预处理.216
6.2.2 干燥预处理.219
6.3 生物质进料系统 225
6.3.1 螺旋进料系统概述.225
6.3.2 螺旋进料系统的动力学分析 227 6.3.3 螺旋进料器的设计.229
6.4 热解液化反应器 231
6.4.1 流化床式热解反应器.231
6.4.2 非流化床式热解反应器 235
6.4.3 典型热解反应器的设计计算 237 6.5 热解产物气固分离.242
6.5.1 概述 242
6.5.2 旋风分离器.243
6.5.3 过滤式除尘器.246
6.5.4 气固分离装置的发展趋势 248 6.6 热解气冷凝与生物油收集.249
6.6.1 热解气的组成.249
6.6.2 热解气的冷却与冷凝.249
6.6.3 喷雾降膜冷凝的机理.251
7.2.1 生物油的化学组成.259
7.2.2 生物油的分离与分析.266
7.3 生物油的理化性质.272
7.3.1 生物油的微观多相性.272
7.3.2 生物油的水分.274
7.3.3 生物油的相溶性.275
7.3.4 生物油的热值.276
7.3.5 生物油的黏度和流变特性 276 目录 ix
7.3.6 生物油的闪点.277
7.3.7 生物油的倾点和浊点.277
7.3.8 固体颗粒和灰分.278
7.3.9 生物油的挥发降解特性 279
7.3.10 生物油的润滑性.279
7.3.11 生物油的腐蚀性.280
7.3.12 生物油的安定性.280
7.3.13 生物油的毒性.281
7.3.14 生物油的降解性.281
7.3.15 小结 281
7.4 生物油的化工应用.282
7.4.1 分离高附加值化学品.282
7.4.2 制备特定化学品.287
7.4.3 生物油气化制备合成气 288 7.4.4 生物油重整制备氢气.291
7.4.5 生物油化工应用前景.294
7.5 生物油的燃烧应用.294
7.5.1 生物油的基本燃烧特性 294 7.5.2 生物油的雾化燃烧特性 297 7.5.3 生物油的燃烧应用.298
7.5.4 生物油燃烧应用前景.302
参考文献 304
附录7-1 生物油性质的分析方法 308 索引.314。