【WORD格式论文底稿】生物质热解液化技术研究进展

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1、豆丁标准与论文网：www.docin.com/week114生物质热解液化技术研究进展商辉1，路冉冉1，李军21中国石油大学（北京）重质油国家重点实验室，北京（102249）2中国石油规划总院，北京（100083）Email：shanghlj@msn.com摘要：生物质热解液化技术很大程度上能缓解当今社会的能源危机和环境污染，是人类开发可再生资源的一种有效途径，受到国内外研究者的重视。本文对生物质热解液化技术进行阐述；介绍了国内外生物质热解反应器及其应用现状，简述了催化热解、生物质与煤共热解液化、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

2、；最后，概述了生物油特性和精制升级。关键词：生物质；热解；液化；生物油中图分类号：TQ351.2；TK61引言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，化石能源迅速消耗造成生态环境不断恶化，特别是温室气体排放导致全球气候变化，人类社会的可持续发展已经受到严重威胁。从能源发展和环境保护角度来看，寻找一种新型可再生的清洁能源已迫在眉睫[1]。生物质能是以化学能形式储存的太阳能，具有分布广泛、可再生无污染等特点，其高效转换和清洁利用受到广泛的重视。但是从自然界直接获得的生物质能量密度低，直接利用有很多缺点，如：燃烧效率低，因此要寻求更为有效的方

3、式来利用。生物质的利用技术主要包括生物转化技术和热化学转化技术，热化学转化包括直接燃烧、气化和热解液化技术，其中热解液化技术将生物质转化成液体生物油加以利用，是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、氮和金属成分，是一种绿色燃料，生产过程在常压中温下进行，工艺简单，装置容易小型化，液体产品便于运输和存储。因此，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[2-6]。2生物质热解液化技术概述生物质热解指生物质在隔绝氧气或有少量氧气的条件下，采用高加热速率(102~104℃/s)、短产物停留时间(0.2~3s)及适中的裂解温度（350~650℃），使生物质中的有

4、机高聚物分子迅速断裂为短链分子，最终生成木炭、生物油和不可冷凝气体的过程。一般，低温低速热解产物以木炭为主；高温快速热解产物以不可冷凝的燃气为主；中温闪速热解产物中生物油含量较高，热解温度在350~650℃，生物油为棕黑色黏性液体，热值达20~22MJ/kg，产率可达到60%~80%。为了最大限度获得液体产品，应控制反应条件，使焦炭和产物气降至最低限度[7,8]。生物质快速热解技术将低品位的生物质(热值的大约12~15MJ/kg)转化成易储存、易运输、能量密度高的燃料油。该技术具有明显的优点：①热解产物为燃气、生物油、焦油或半焦，可以根据不同的需要加以利用；②同时简化污染控制。生物质在无

5、氧的或缺氧的条件下热解时，NOx、SOx等污染物排放少，而且热解烟气中灰量小；③生物质中的硫、重金属等有害成分大部分被固定在焦炭中，可以从中回收金属，进一步减少环境污染；④热解可以处本课题得到高等学校博士学科点专项科研基金资助课题（200804251020）资助。-8-豆丁标准与论文网：www.docin.com/week114理不适于焚烧的生物质，如有毒有害医疗垃圾等[9-11]。3生物质热解液化工艺3.1生物质热解液化工艺流程生物质热解液化工艺流程包括物料的干燥、粉碎、热裂解、产物焦炭和灰分的分离、气态生物油的冷却和生物油的收集[12]。为了减少裂解原料中水分被带到生物油中，需要对原

6、料进行干燥，一般要求物料的含水量在10%以下。为了达到很高的升温速率，要求进料颗粒小于一定的尺寸，但是不同的反应器对生物质尺寸的要求也不同，如旋转锥反应器所需粒径小于200μm，流化床要小于2mm。热裂解技术要求反应器具有很高的加热速率、热传递速率、严格控制的温度以及热裂解挥发分的快速冷却，只有满足这种要求，才能使生物油的产量达到最大。生物质产生的灰分都留在产物焦炭中，焦炭会在二次反应中起催化作用，并且在液体生物油中产生不稳定因素，必须予以分离。挥发分由产生到冷凝阶段的时间和温度对液体产物的产量和组成有很大影响，停留时间越长，二次反应的可能性越大，为了保证足够大的生物油产率，需要迅速冷凝

7、挥发产物。此外，热解反应工艺的设计除需要保证反应工艺的严格控制外，还应在生物油收集过程中避免由于生物油中重组分的冷凝造成堵塞[13-15]。3.2几种主要反应器生物质快速热解液化的各种工艺技术中，反应器都是工艺过程的核心，反应器的类型及其加热方式的选择在很大程度上决定了产物的最终分布，所以反应器类型的选择和加热方式的选择是各种技术路线的关键。目前国内外达到工业示范规模的生物质快速热解液化反应器主要有流化床反应器、循环流化床反应器、烧