生物质热解液化制油技术进展

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1、化工进展2010年第29卷增刊CHEMICALINDUSTRYANDENGINEERINGPROGRESS·43·进展与述评生物质热解液化制油技术进展111122李军，魏海国，杨维军，张福琴，商辉，路冉冉12（中国石油规划总院炼化所，北京100083；中国石油大学重质油国家重点实验室，北京102249）摘要：通过对新型热解液化制油工艺技术和几种生物质热解液化反应器的介绍，本文论述并探讨了生物质热解液化制油技术的现状和发展趋势。关键词：生物质；热解；液化；生物油生物质能，简称生物能，是指从生物质获得的工作。能量，具有分布广、可再生、可存储、储

2、量大和碳1基本过程[1-2]平衡等优点。但生物质的能量密度低，存在运输困难和燃烧效率低的问题，需要通过热化学或生物生物质热解液化是指生物质原料（通常需经技术将其转化为固体、燃料或气体等燃料形式加以过干燥和粉碎）在隔绝氧气或有少量氧气的条件利用。固体燃料转化包括生物质成型、直接燃烧和下，通过高加热速率、短停留时间及适当的裂解生物质与煤混烧等；液体燃料转化包括生物质发温度使生物质裂解为焦炭和气体，气体分离出灰[2]酵制生物乙醇和酯化/加氢制生物柴油，以及生物分后再经过冷凝可以收集到生物油的过程。在此质直接制液体燃料（BiomasstoLiqui

3、dFuel，BtL）工艺过程中，原料干燥是为了减少原料中的水分等；气体燃料转化包括生物质制沼气、气化气和被带到生物油中，一般要求原料的含水量低于制氢等。10%。减小原料颗粒的尺寸，可以提高升温速率，生物液体燃料（乙醇和生物柴油等）目前主要不同的反应器对颗粒大小的要求也不同。热解过用作运输燃料以替代化石燃油。生物质直接制液体程必须严格控制温度（500～600℃）、加热速率、燃料技术是最有前途的生物液体燃料技术之一，包热传递速率和停留时间，使生物质在短时间内快括生物质气化后费托合成（Fischer-Tropsch）生物油、速热解为蒸气；对热解蒸

4、气进行快速和彻底地分[3-4]生物质热解液化制生物油。热解液化技术可以将离，避免炭和灰份催化产生二次反应导致生物油难储存、难运输的生物质（能量密度一般在12～15的不稳定，并保证生物油的产率。除需要严格控MJ/kg）转化成易储存、易运输的生物油（能量密制反应条件外，热解液化还要避免生物油中的重[5-6][10-12]度达到20～22MJ/kg）的过程；可根据需要改变组分冷凝造成的堵塞。产物产率，减少硫和氮的氧化物的排放，以及烟气2新工艺[7-9]中的灰分，有利于环保。另外，热解液化技术还可以处理医疗垃圾等不适于焚烧的生物质。热解液为提高生物

5、质的热转化率和生物油的产率，研化通常在常压、中温下进行，具有工艺简单和装置究人员近年来开发了混合热解、催化热解、微波热[3]小等特点，使该技术日益受到重视。解、等离子体热解等新的热解工艺。生物质快速热解液化技术研究始于20世纪702.1混合热解年代末，是可再生能源发展领域中的前沿技术之一。混合热解主要指生物质与煤进行共热解液化，加拿大、美国、意大利及芬兰等国1995年已有20生物质中的氢传递给煤进行液化，从而积极影响生[13]余套生物质热解试验装置，最大的生物质处理能力物油的产率和性质。固定床反应器对生物质与煤达100吨/天。欧洲在1995

6、年和2001年分别成立了共热解的实验表明：20%生物质与80%褐煤的参混PyNE组织（PyrolysisNetworkforEurope）和GasNet共热解时，半焦产率为生物质单独热解的2.1倍，组织（EuropeanBiomassGasificationNetwork）进行焦油产率相应降低；共热解产生的气体热值增加，[14]快速热解液化技术和生物油的开发和利用等方面的高于生物质单独热解气的热值。·44·化工进展2010年第29卷2.2催化热解（Multiplehearthreactor）等反应器，它们具有加热催化剂能够降低生物质热解活化

7、能，增加生物速率快、反应温度中等和气体停留时间短等特征。质分子热解时的断裂部位，使生物质快速热解形成3.1流化床反应器高温蒸气。催化剂的合理选择可以在生物质热解过流化床反应器是利用反应器底部沸腾床燃烧程中减少焦炭的形成，增加生物油的产率。例如，物料加热载体，载体随着高温气体进入反应器与生松木木屑在480℃热解时，无机添加剂可以明显减物质混合导致生物质被加热并发生热裂解。流化床[15]少气体产物。沸石分子筛催化剂应用较广，但易反应器具有设备小、传热速率高和床层温度稳定的结焦。研究人员开发出的H-ZSM-5、ReUSY等可特点，同时气相停留时间

8、短，减少了热解蒸气的二[16][23]以降低结焦率的催化剂。次裂解，提高了生物油产量。刘荣厚等使用流化2.3微波热解床反应器进行榆木木屑热解液化的研究，发现榆木微波热解是用微波使