新能源发电 第30讲 （西安交大）.ppt

生物柴油在冷滤点（开始堵塞发动机滤网的最高温度）、闪点、燃烧功效、含硫和含氧量等项指标优于普通柴油，而其他指标与普通柴油相当。 冷滤点 夏季产品为-10度，冬季产品为-20度 闪点 闭口闪点大于100度，比柴油安全，有利于安全储存和输运。 运动粘度 4—6 mm2/s高于普通柴油，一方面对雾化质量有一定的影响，但另一方面，更容易在汽缸内壁表面形成一层油膜，改善润滑特性。 生物柴油的热值，32MJ/L ，略低于普通柴油，随着生物柴油中的C、H含量的增加，热值也会提高。 含氧量大于10%，比普通柴油高，有利于促进燃料的充分燃烧，燃烧与点火特性优于普通柴油。 含硫量远远低于普通柴油，排放二氧化硫量比柴油减少30%。 另外由于生物柴油中不含芳香族烃类成份而不具致癌性，尾气排放排放对人体损害低于柴油。 生物柴油无毒，生物降解率高达98%，降解速率是柴油的两倍，大大减少因意外泄漏对环境造成的污染。 生物柴油的缺点是，具有腐蚀性，能够腐蚀橡胶和塑料。另外也具有吸水性，对喷射设备会造成腐蚀。还会使发动机降低功率8%左右。 新能源发电 主讲教师：王栋 * Email地址： 时间： 生物柴油 以植物油（如油菜，向日葵，大豆及棕榈油等）为原料，通过化学方法获得的一种生物燃料。 生物柴油既可以单独使用代替柴油，又可以一定比例（2%--30%）与柴油混合使用。除了为公共交通车、卡车等柴油车提供替代燃料外，又可为海洋运输业、采矿业、发电厂等具有非移动式内燃机行业提供燃料。生物柴油的含氧量大于10%，其燃烧与点火性能优于柴油，抗爆性也优于柴油，含硫量远低于柴油，另外不含芳香族烃成分，不具致癌性，尾气排放优于柴油，本身无毒，生物降解率达98%，降解速率是柴油的2倍。 生产方法：目前主要采用化学方法进行生产，将经过精炼和预处理的植物油与甲醇或乙醇在催化剂（NaOH，KOH或K2CO3）和一定的温度（230—250℃）下进行酯化反应，生成脂肪酸甲酯或乙酯（生物柴油），并获得副产品—甘油。近年来也开始研究用生物酶法合成生物柴油，以提高转化率和降低生产成本。 生物柴油的研究始于20世纪70年代，近年来，欧美发达国家都大力支持生物柴油的发展，给于财政补贴和优惠政策，使其具有市场竞争力。我国也开展了利用垃圾油和野生油果为原料生产生物柴油等项技术。 生物柴油的特性 生物质热解 生物质热化学转化技术包括燃烧、气化、热解及液化，相互关系如下图 热化学转化技术 燃烧 热量 气化 直接液化 热解 生物质燃气 木炭 生物油 由于生物质与煤炭具有相似性，因此这些转化技术最初来源于煤煤化工（如煤的干馏、气化和液化） 热解 （又称裂解或热裂解）是指在隔绝空气或通入少量空气的条件下，利用热能切断生物质大分子中的化学键，使之转变为低分子物质的过程。具体工艺包括烧碳，干馏和快速热解。 烧碳：将薪材放在炭窑中，通入少量空气进行热分解制取木炭的方法，一般需要几天时间，只能获得木炭，热解气体就浪费了。 干馏：将木材原料在干馏釜中隔绝空气加热，制取醋酸、甲醇、木焦油抗聚剂、木馏油和木炭等。分低温（500℃～580 ℃），中温（660℃～750 ℃）和高温（900℃～1100 ℃）干馏。 快速热解：将生物质在缺氧条件下快速加热，然后快速冷却为生物油的热解方法。 直接液化技术：把固体生物质在高压和一定的温度下直接与氢气反应（加氢）转化为液体燃料的热化学反应过程。一般需要催化剂，以提高反应速度。同热解相比，液化可以生产出物理稳定性和化学稳定性都更好的碳氢化合物液体产品。 快速热解是指在缺氧条件下，在极短的时间（0.5—5秒）加热到500—540度，然后迅速冷凝其产物的过程。快速热解的主要产物液体燃料，在常温下具有一定的稳定性，热值约为传统燃油的一半，具有储存、运输等方面的优势，可作为替代燃料用于固定场所。 热解的基本过程为，首先对生物质进行干燥，将水分降到10%以内，然后粉碎，尺寸小于2mm。反应器的温度控制在500℃内，物料停留时间小于2s。从反应器出来的产物包括，不凝气体，水蒸汽，生物油和木炭，经除尘分离后木炭从下部取出，气体进入冷凝器获得生物油。 生物质快速热解 分离出的木炭一般作为燃料为干燥和热解过程提供热量，其余的不凝气体包括可燃气体和惰性气体也可用来提供热量或作为流化气体循环进入反应器。 快速热解技术最多可将80%的生物质转变为生物原油，反应过程需要消耗一部分生物质，但不需要其他额外热源。 快速热解一个关键因素是加热速率，当加热速率较高时（900℃/s），最终加热温度控制在650℃以内，热解大分子产物还来不及分解为气体产物，就已经被迅速冷却，则可尽可能多的获得液体产物。因此提高传热速率是快速热解技术的关键。 烧蚀反应器是一种先进的反应器，通过外界提供的压力使生物质颗粒以相对于反应器表面较