生物质热解重点.pptx

生物质热解 方云明 北京化工大学化学工程学院 工程楼410A fangym@mail.buct.edu.cn 生物质 生物质种类繁多，总量巨大 生物质结构 生物质热解研究 - 过程简单, 提升能量密度 - 可分布式生产 - 低品位，难以提质 生物质热解 2017年5月16日 6 生物质热裂解主要工艺比较 工艺类型 滞留期 升温速率 最高温度/℃ 主要产物 慢速热裂解 炭化 数小时-数天 非常低 400 炭 常规 5-30min 低 600 气、油、炭 快速热裂解 快速 0.5-5s 较高 650 油 闪速（液体） ＜1s 高 ＜650 油 闪速（气体） ＜1s 高 ＞650 气 极快速 ＜0.5s 非常高 1000 气 真空 2-30s 中 400 油 反应性热裂解 加氢热裂解 ＜10s 高 500 油 生物质热解制油技术发展历程 1980 1990 1995 2000 2005 2010 20世纪80年代初，加拿大Waterloo大学开始了以提高液体产率为目标的循环流化床研究，为现代快速、闪速裂解提供了基础，被公认为本领域中最广泛深入的研究成果。 1990年左右，欧美一些国家开始建设速热解示范性工厂或试验台。 1995年左右，目前生物质热解制油主流设备研已经普遍完成研发。之后，随着试验规模的反应装置逐步完善化，欧美示范性和商业化运行的热裂解项目不断开发和建造。 2000年左右，中国各科研机构纷纷开始对生物质热解设备的研发。 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。 近期，中国一些科研机构也开始研发生物油的深加工技术。 生物质液化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。 2017年5月16日 8 生物油技术发展历程（续上页） 生物质快速热解制取生物油的技术从20世纪80年代兴起，经过近20年的发展，逐渐进入到规模化，商业化。随着技术的不断完善，研究方向和重点也开始拓宽。过去的研究只要侧重热解反应器类型以及反应器参数，以寻求产物的最大化。技术的成熟使生物油产量上的发展空间已经不是很大了，最大产量基本上都可以达到70%~80%左右。生物油品质和反应系统整体效率的提高是目前发展的新趋势。通过预处理原始物料以及催化，改性等方法提高产物的品质以适合高层次应用时拓展技术应用空间和前景的重要手段。而整体利用生物质资源的联合工艺以及系统整体效率则被认为是最大化热解制油经济效益，具有相当大的潜力的发展方向。 生物质热裂解最初的研究主要集中在欧洲和北美地区。生物质热解液化技术始于20世纪70年代末期的北美，加拿大西安大略大学开始利用输送床以制造气体和液体燃料及化工产品的研究。然而其发表的资料主要是关于乙烯和丙烯产物的研究，并没有引起做够的重视 。 20世纪80年代初，加拿大Waterloo大学开始了以提高液体产率为目标的循环流化床研究，随后开始了持续闪速热解流化床实验台得到研制。他们的工作为现代快速和闪速裂解提供了基础，被公认为本领域中最广泛深入的研究成果。 1989年，欧洲第一家生物质热解加工厂，一个传统的慢速热解示范性工厂（500kg/h）在意大利落成，其液体和焦炭的产量大致上都在25%左右。同一时期，瑞典Bio-Alternative公司建成了固定床反应器的热解示范性工厂，主要用来制取焦炭和副产品油，其焦油产率也比较低，仅20%的质量含量。 生物油技术发展历程（续上页） 西班牙Fenosa联邦于1993年建立了基于Laterloo大学热裂解技术的200kg/h闪速热裂解试验台。比利时Egemin公司于1991年建立由他们自行设计的，容量为200kg/h引射流反应器并在1992投入运行使用。许多重要的热裂解技术在欧洲一些著名实验室和研究所中进行开发，90年代初欧共体JOULE计划中的用生物质生产能源项目的很多课题的启动也显示了欧盟对生物质热裂解制油技术的重视程度。 生物质热解制油技术的蓬勃发展从20世纪90年代初开始，随着试验规模的反应装置逐步完善化，示范性和商业化运行的热裂解装置被不断开发和建造。不同规模的、各种各样型式的快速热裂解系统在世界各国先后建立起来。 在北美，20世纪90年代初成立的加拿大达茂科技公司利用该公司的生物质反应炉专利技术，于1997年6月成立了可日产半吨生