生物质高压液化技术影响因素分析及展望

文章介绍了生物质高压液化技术的优势及目前开展生物质高压液化技术的必要性和紧迫性,着重介绍了反应原料、反应温度、反应时间、反应压力、反应气氛、溶剂和催化剂等因素对生物质高压液化产物分布及产物性质的影响.指出了生物质高压液化技术目前存在的问题及今后的研究方向,以期为生物质高压液化技术的工业化发展提供指导.     

生物质和煤共液化

<正>近年来很多研究者致力于煤与废弃生物质共液化的研究。无论在技术方面还是经济方面,共液化都优于二者单独液化。由于废弃生物质的供给较不稳定,与煤共液化易于维持稳定的原料供给。另外现有煤液化工艺反应条件苛刻,氢耗大,工业化困难。研究表明,当煤与木质素共液化时,可降低煤的液化温度。而且不同研究都表明,与煤单独液化比,煤与     

生物质高压液化制生物油研究进展

以生物质为原料进行高压液化制备生物油是目前生物质能领域研究的一个热点。纤维素在水中的降解是复杂的竞争和连串反应机理;在180℃以上,半纤维素就很容易水解,而且不管是酸还是碱都能催化半纤维素的水解反应;在水热条件下木质素会发生分解,生成多种苯酚、甲氧基苯酚等,这些产物可进一步被水解成甲氧基化合物。影响生物质液化产率及生物油组成的主要因素是温度、生物质类型和溶剂种类;次要因素包括停留时间、催化剂、还原性气体和供氢溶剂、加热速率、生物质颗粒大小、反应压力等。纤维素类生物质通过高压液化可以生产生物油,生物油经物理精制及化学加工可以制取车用燃料、生物气及化工产品等。生物油有轻油和重油之分,都是通过对生物质液化产物的分离精制而得到的。目前用来分析生物油的主要方法包括GC-MS(色-质联用)、EA(元素分析)、FTIR(傅里叶变换红外光谱)、HPLC(高效液相色谱)、NMR(核磁共振)、TOC(总有机碳测定)等。人们对生物质高压液化研究已经进行多年,并建立了几套工业试验示范装置。不过因为操作条件太苛刻,到目前为止还没有建立商业化装置。     

生物质热加工液化技术评述

介绍了生物质热加工液化技术中的各种热裂解液化和高压液化工艺,包括流化床、涡流烧蚀反应器、真空快速裂解反应器以及高压釜、半连续固定床等装置的工作原理和生产工艺,分析它们各自的优点和存在的问题,着重讨论了各种工艺提高生物原油产率的措施以及精制生物原油可替代柴油作为车用轻质燃油的方法,指出降低生物原油的生产成本,扩大生产规模是热加工液化的发展方向。     

生物质直接催化液化的研究

采用离子交换法制备Mn,Ni金属改性分子筛催化剂,用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对催化剂的性质进行表征,并将此催化剂应用在大豆秸秆直接液化反应中。通过对无催化剂和不同催化剂作用下得到的液体燃油的元素分析和GC-MS分析,结果表明,改性分子筛催化剂对生物质的直接液化有明显的催化作用,尤其是Mn/ZSM-5。以Mn/ZSM-5分子筛为催化剂能将生物油的产率从10.65%提高到14.61%,增加芳烃和烷烃的相对含量至12.78%和22.31%,将生物油的氧含量降低至6.28%,而生物油的热值则提高到43.56 MJ/kg。此法为通过催化剂调控生物油的组成和相对含量提升生物燃油的品质提供了研究基础。     

木质生物质直接液化产物的红外光谱分析

用傅立叶变换红外光谱法对木质生物质在280—380℃水中的直接液化产物进行了研究。研究表明。木质生物质的液化可以分为2个阶段,即纤维素类和木质素类的液化;最终液化产物官能团受温度的影响不大;最终液化产物是复杂的混合物,含有烃、醛、酮、酚和酯等各类化合物。     

污泥直接液化制取生物质油试验研究

采用热化学直接液化技术处理污泥,考察了试验过程中温度、催化剂和反应停留时间3个因素对反应的影响,成功获取生物质油,并对反应产物进行分析。结果表明,温度控制在250℃、采用催化剂N且停留70 min时,可获取较高生物质油产量,产油率达25.4%。同时,处理后固体残渣体积仅为原料污泥的10%,不含寄生虫、病毒等有害微生物。该处理方法为污泥资源化、减量化、无害化处理提供了一个新途径。     

生物质液化技术面临的挑战与技术选择

生物质液化技术可将低品位的固体生物质完全转化成高品位的液体燃料或化学品,是生物质能高效利用的主要方式之一。按照机理,液化技术可以分为热化学法、生化法、酯化法和化学合成法(间接液化),热化学法液化又分为快速热解技术和高压液化(直接液化)技术。生物质热化学法液化已成为国内外生物质液化的研究开发重点和热点,快速热解液化技术和高压液化技术是最具产业化前景的生物质能技术,生化法液化技术也是生物质能的研究热点。化学合成法液化技术并不适用于生物质液化,而利用生物柴油进一步生产生物航空煤油是得不偿失的,不仅成本高、资源利用率低,而且全生命周期碳排放增加,还不符合未来生物航煤的发展趋势。生物质含水量的高低是影响生物质液化过程中能耗、效率、污染指数和经济性指标等的关键因素,应根据含水量合理选择生物质液化技术。快速热解液化技术适用于低含水农林废弃物,高压液化和生化法液化技术适用于高含水生物质,酯化法液化技术适用于不可食用油脂,而各种液化技术均不适用于城市生活垃圾的处理,建议将其用作燃气型气化原料。     

Box-Behnken响应面法优化粪便直接液化制取生物质油工艺条件的研究

粪便的直接液化是实现粪便无害化、减量化和资源化处理的一种新兴工艺。文章针对人粪便直接液化的工艺条件进行了探讨。以生物质油产率为指标,单因素实验结果显示,反应温度为310℃,停留时间为30min时,生物质油产率最高,为51.77%。利用Box-Benhnken响应曲面优化人粪便直接液化的工艺条件,结果显示,反应温度是影响生物质油产率的关键因素;反应温度为314℃,停留时间为43 min时,生物质油产率最高,为49.59%;生物质油热值最高可达36.59 MJ/kg。研究表明,直接液化过程是C,H元素由人粪便向生物质油中富集的过程。     

生物质快速裂解油蒸汽催化重整制氢研究进展

介绍了生物质快速裂解油制氢的研究发展过程并对其工艺过程、重整机理及催化剂研究进行了总结性的阐述,并进一步阐明目前该制氢方法存在的技术难点、研究重点以及未来发展方向.