生物质油的性质制备及精制.doc

生物质油的性质制备及精制 摘 要 能源现状日益严峻，而生物质能一种拥有巨大潜力的可再生能源日益受到重视。生物质快速裂解液体产物生物油(简称生物质油),具有水含量高、氧含量高、热值低、粘度大、热不稳定和化学不稳定等特性,在一定程度上影响了其广泛应用,因此必须通过精制改善其品质。按生物质快速裂解的反应过程,将提高生物质油品质的方法归纳为三类:第一类(反应前),快速裂解反应前,原料脱水和脱碱金属处理;第二类(反应中),快速裂解反应过程中,生物质油蒸汽不经冷凝直接改质;第三类(反应后),快速裂解反应完成后,采用对收集到的生物质油催化加氢、催化裂解、催化酯化、乳化、添加溶剂或添加抗氧化剂等方法进行改质。关键字  我国石油消费持续增长，中国2011年石油消耗量4.9亿吨，我国依赖进口石油54.8%。石油资源赋存及生产和石油消费的地区和国家存在严重的不对称性，一旦石油资源大国和生产大国的石油生产出现问题，世界石油供应不可避免会出现严重危机。紧张的世界石油供求形势需要我们加快发展生物能源产业。 　　化石能源使用过程中排放的温室气体破坏着人类的生存环境，二氧化碳积聚破坏了大气的臭氧层，全球气候变暖、气候异常带来地球更多的自然灾害。用生物质能，与使用化石能源相比，可大幅度减少二氧化碳排放。 　　石油化学工业为人类提供了大量合成材料，合成材料的使用促进了社会的进步，但是其制品的废弃又带来了白色污染，大力开发和使用生物可降解材料，减少白色污染需要发展生物可降解材料。 　　生物质热转化技术被认为是最有前途的能源转化途径之一[1]。快速裂解是在常压、超高加热速率、超短产物停留时间、适中温度的条件下生物质被热裂解,生成含有大量可冷凝有机分子的蒸汽,蒸汽被迅速移出反应器进行快速冷凝可以获得大量液体燃料、少量不可冷凝气体和炭,其中的液体燃料即为生物质快速裂解油(简称生物质油)。发展生物能源产业必须具备资源条件、技术条件和体制条件。我国发展生物能源产业有着巨大的资源潜力。我国人口多，虽然可作为生物能源的粮食、油料资源很少，但是可作为生物能源的生物质资源有着巨大的潜力。如农作物秸秆尚有60%可用于能源用途，约合2.1亿吨标煤，有约40%的森林开采剩余物未加工利用，现有可供开发的生物质能源至少能达4.5亿吨标煤，同时还有约1.33亿公顷宜农宜林荒山荒地，可以用于发展能源农业和能源林业。发展生物能源产业，利用农林废弃物，开发宜林荒地，培育与生产生物能源资源，增加了农民的就业机会。 生物质时间、空间分布很不均匀，储藏过程极易腐烂变质，能量密度很低，原料的收集、储存、运输成本比较高，尤其是原料运输成本。工业转化的副产品量也很大，加工规模的扩大，原料产品运输成本增加幅度会大于规模扩大后成本下降的幅度，通用的经济规模的概念不适合生物质工业转化工厂。作为唯一能够直接转化为液体燃料的一种可再生能源，生物质以其产量巨大、可储存和碳循环等优点引起全球的广泛关注。将可再生的生物质资源转化为洁净的高品位液体燃料部分替代石油，不仅可使我们摆脱对有限石油资源的过分依赖，而且能够大幅度减少污染物和温室气体的排放，改善环境，保护生态。生物质油是一种水分和复杂含氧有机物的混合物，即纤维素、半纤维素和木质素的各种降解物所组成的一种混合物。其初步市场定位是替代重油、柴油和煤焦油等。生物质油可作为燃料直接燃烧使用，可用作燃油锅炉和工业窑炉燃料；其次是经过精制加工后可替代0号柴油作为内燃机燃料；三是作为化工原料提取或加工各种化工产品如防腐剂、食品调料、脱硫脱销剂、有机肥料、羟基乙醛、左旋葡聚糖等。考虑原材料等因素，其布点范围和规模最宜10公里为半径，设置1万吨生产厂，目前热解技术生物质油的产油率可达到50%以上（每2吨秸秆产油率≥1吨生物质油），该项目的三联产设备的产品构成约50%生物质油、约10%以上的可燃气体（可配套发电机组自用），约20%多的固体肥料（钾肥），是一个可全方位产生经济效益的科技环保型项目生物质油的关键技术环节是快速热解，这一技术理论提出于20世纪70年代末。即将经粉碎后的农作物秸秆快速加热至500多度，促使其由大分子热解裂变为小分子形成油离蒸气，再快速冷凝生成生物质油。 由生物质制备生物质油主要有两种方法:液化.(1iquefaction)和热裂解(Pyrolysis)生物质的液化过程一般在较高的压力(50一200atm)和较低的温度(523一723K)以及一定的溶剂(如水)存在的条件下进行生物质通过高压液化转化的方式包括水热过程(hydrothermalproeessing)加氢热裂解过私(hydro一pyrolysis)和溶剂分解过程(solvolysis)等与热裂解法相比通过高压液化法制备得到的生物质油有着较低的