生物質(zhì)熱解燃料油

1、生物質(zhì)熱解燃料油制備和精制技術生物質(zhì)熱解燃料油制備和精制技術摘要：摘要：能源問題在世界經(jīng)濟中具有戰(zhàn)略意義。據(jù)預測，地球上可利用的石油將在今后幾十年內(nèi)耗竭，從長遠看液體燃料短缺仍將是困擾人類發(fā)展的大問題。在此背景下，生物質(zhì)能作為唯一可轉(zhuǎn)化為液體燃料的可再生資源，正日益受到重視。由生物質(zhì)轉(zhuǎn)化而來的燃料比較干凈，有利于環(huán)境保護。同時使用這類燃料也有助于減少溫室氣體的排放。實際上這也是很多發(fā)達國家開發(fā)生物質(zhì)能的主要動力。生物質(zhì)能是通過光合作用以

2、生物形態(tài)儲存的太陽能，可作為能源利用的生物質(zhì)包括林產(chǎn)品下腳料，薪柴，農(nóng)作物秸稈及城市垃圾中的生物質(zhì)廢棄物等。目前生物質(zhì)的直接燃燒已不能滿足人們對能量的需求，由生物質(zhì)直接液化制取燃料油將是下世紀有發(fā)展?jié)摿Φ募夹g，它主要包括生物質(zhì)的裂解和高壓液化兩類。此外還可將生物質(zhì)氣化后再由氣體產(chǎn)品生產(chǎn)液體燃料，也可將生物質(zhì)水解后發(fā)酵制燃料酒精。關鍵詞關鍵詞：生物質(zhì)廢棄物熱解燃料油制備精制技術可再生1、生物質(zhì)燃料油的制備1.生物質(zhì)裂解制燃料油裂解是在無氧

3、或缺氧條件下，利用熱能切斷生物質(zhì)大分子中的化學鍵，使之轉(zhuǎn)變?yōu)榈头肿游镔|(zhì)的過程。裂解中生物質(zhì)中的碳氫化合物都可轉(zhuǎn)化為能源形式。和焚燒相比，熱解溫度相對較低，處理裝置較小，便于造在原料產(chǎn)地附近。生物廢棄物的熱解是復雜的化學過程，包含分子鍵斷裂，異構化和小分子的聚合等反應。通過控制反應條件（主要是加熱速率，反應氣氛，最終溫度和反應時間），可得不同的產(chǎn)物分布。據(jù)試驗，中等溫度（500－600℃）下的快速裂解有利與生產(chǎn)液體產(chǎn)品，其收率可達80％。

4、裂解中產(chǎn)生的少量中熱值氣體可用作系統(tǒng)內(nèi)部的熱源，氣體中氮氧化合物的濃度很低，無污染問題。國際上近來很重視這類技術，除了從能源利用考慮外，還因生物油含有較多的醇類化合物，作汽車用油時不必為提高辛烷值而外加添加劑。其油品基本上不含硫，氮和金屬成分，可看作綠色燃料，對環(huán)境影響小。1.1裂解工藝和進料生物質(zhì)的質(zhì)量比為11.5。典型的2mm大小的粒子在完全裂解前有1－2s的停留時間，在此時間內(nèi)它要循環(huán)約30次。這種循環(huán)使粒子的停留時間和蒸汽的停留

5、時間無關，從而使該反應器的操作受進料粒子大小的影響很小。國外對生物質(zhì)裂解工藝已進行了較大規(guī)模的研究。Interchem建造的蝸旋反應器的進料流量可達1350kgh，意大利替代能源研究院開發(fā)的部分燃燒裂解裝置的最大進料流量為500kgh，德國Tubingen大學開發(fā)主要用于城市垃圾處理的低溫裂解裝置的進料流量為2th。其它類型的裂解反應器也在開發(fā)中，如最近荷蘭Twente大學開發(fā)的旋轉(zhuǎn)錐式（Rotatingcone）反應器。它不需載流氣，

6、從而大大減少了裝置的容積，但其設計和加工的難度也大。1.2裂解油精制生物質(zhì)快速裂解的液體產(chǎn)物可用作鍋爐燃料，但不能用作發(fā)動機燃料。因其有高的含水量（15－30）和含氧量（40－50），低的氫碳比，故熱值較低。且因不飽和物（如醛）的存在使其穩(wěn)定性差不易貯存，在受熱時也易分解結(jié)焦。近年來國際上對于生物質(zhì)裂解油精制的研究很多，已提出了許多可能的處理方法，包括催化加氫，熱加氫，催化裂解，兩段精制處理等。催化加氫常在固定床反應器中進行，采用CoM

7、oAl2O3或NiMoAl2O3催化劑，反應時加入H2或CO，反應壓力在1020MPa。如加拿大Waterloo大學在一連續(xù)非等溫固定床反應器內(nèi)進行了裂解油精制研究，其原料來自前述裂解過程，使用了經(jīng)硫化的CoMo催化劑。據(jù)報道輕有機液體產(chǎn)品的收率為6164%，氧含量為0.5%，芳香烴含量達38%。也有用滴流床反應器進行催化加氫的報道。但在不久前的報道中看，加氫法仍是不經(jīng)濟的，因其設備和處理成本高，而且操作中發(fā)生反應器堵塞，催化劑嚴重失活

8、等問題。中試操作最多進行過100小時。催化裂解被認為是經(jīng)濟的替代方法，它把含氧原料轉(zhuǎn)化為較輕的，可包含在汽油餾程中的烴類組分，多余的氧以HO2，CO2或CO的形式除去。雖然精制油得率比催化加氫低，但反應可在常壓下進行，也不需用還原性氣體。該反應可在固定床反應器內(nèi)進行，也可在流化床反應器內(nèi)進行，沸石催化劑HZSM－5被廣泛研究。如Chen等在一流化床反應器內(nèi)用沸石催化劑進行了裂解油的催化裂解研究，在410℃下的轉(zhuǎn)化率達68%。但總的說催化