生物质高压液化

<正>生物质的高压液化与煤液化相比,生物质液化可在较温和的条件下进行。也可以把生物质的直接液化和它的水解工艺结合起来,用水解中生成的木质素残渣作液化原料。木质素的含氧量较低、能量密度较高对液化有利,已有的生物质液化研究许多是以木质素为原料的。生物质的高压液化主要有氢/供氢溶剂/催化剂路线和CO/H2O/碱金属催化剂路线。前者如德国联邦森林和林产品研     

煤液化技术研究新进展

通过煤炭液化生产液体燃料油来满足我国日益增长的需求,是解决石油资源不足的有效手段之一.文中介绍煤炭液化技术发展状况及国内外若干液化新技术,如DBD介质阻挡放电煤液化技术、微波辐射煤液化技术、超临界流体煤液化技术、煤的分级高效集成利用技术、煤与生物质共液化技术等.对探索反应条件温和、操作工艺简单的煤液化新工艺具有重要的意义.     

生物质热化学液化技术研究进展

随着化石燃料可开采量的减少和人类对全球性环境问题的关注，生物质作为一种可再生能源，由于资源丰富，分布广泛，燃烧过程对环境的低污染性，CO2的净零排放等特性日益成为国内外众多学者研究的热点课题之一。生物质转化技术可分为生物法和热化学转化法，后者主要有气化、热解、高压液化及与煤共处理等工艺。其中生物质热化学液化由于比气化能得到更有价值的液体产物，操作温度比热解低，因而作为一项资源高效利用的新工艺日益受到重视。综述了近五年来生物质热化学液化技术方面的最新进展，提出了今后的研究动态与发展方向，并针对我国现状提出应采取的对策。     

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。     

基于超临界乙醇的竹子与聚乙烯共液化研究

结合生物质的可再生特性和塑料的可作为供氢体系的优点,将超临界流体(SCF)技术用于生物质热解,以得到环境友好型的生物燃油.实验研究了竹子和聚乙烯在超临界乙醇中进行共热解的工艺参数和技术条件.并应用气质联用仪(GC-MS)对生物油产物进行分析.结果表明,竹子和甥料在恰当的工艺条件下,可以获得良好的液化效果,共液化率高于竹子的单独液化率.反应温度在250～290℃间,在不加入催化剂的条件下,竹子与聚乙烯的共液化率为40.6%;在加入碳酸钾催化剂下,共液化率达62.6%.通过GC-MS分析,热解产物中主要含C12以下的醇类、酯类、酮类和醚类,适合作为点燃式内燃机的燃料.     

壳类生物质与煤共液化的研究

以核桃壳和褐煤为研究对象,系统考察了核桃壳/煤质量配比、原料/四氢萘溶剂质量比、反应温度、反应时间及催化剂对共液化效果的影响。结果表明,当核桃壳/煤质量配比为50/50,原料/四氢萘溶剂比例为1/10,反应温度300℃和反应时间为31min时,可获得较好的共液化效果。碳酸钠与硫铁催化剂对核桃壳与煤的共液化均具有明显的催化作用,转化率和油产率可获大幅提高。核桃壳与煤的共液化存在明显协同作用,且这种作用在催化剂条件下更明显。     

褐煤加氢液化催化剂的研究进展

褐煤液化对于能源发展具有重要意义,正成为当今煤直接液化领域的热点问题。催化剂是褐煤加氢液化过程中的重要组成部分,在褐煤直接液化过程中,催化剂的选择直接影响到液化成本及液化产物的质量。综述了褐煤加氢液化中催化剂的研究、开发、催化机理等方面的进展,重点介绍了褐煤常规加氢液化催化剂,褐煤非常规加氢液化催化剂,褐煤与废塑料共液化催化剂及煤加氢液化催化机理的研究进展情况,同时也指出了催化剂的开发动向。     

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。     

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。     

利用微藻热化学液化制备生物油的研究进展

微藻是制备生物质液体燃料的良好材料,利用微藻热化学液化制备生物油在环保和能源供应方向都具有非常重要的意义。目前国内外研究者主要采用快速热解液化和直接液化两种热化学转化技术进行以微藻为原料制备生物油的研究。快速热解生产过程在常压下进行,工艺简单、成本低、反应迅速、燃料油收率高、装置容易大型化,是目前最具开发潜力的生物质液化技术之一。但快速热解需要对原料进行干燥和粉碎等预处理,微藻含水率极高,会消耗大量的能量,使快速热解技术在以微藻为原料制备生物油方面受到限制。直接液化技术反应温度较快速热解低,原料无需烘干和粉碎等高耗能预处理过程,且能产生更优质的生物油,将会是微藻热化学液化制备生物油发展的主流方向,极具工业化前景。国内外研究者还尝试利用超临界液化、共液化、热化学催化液化、微波裂解液化等多种新型液化工艺进行微藻热化学液化制备生物油的实验研究。今后的主要研究方向应是将热化学液化原理研究、生产工艺开发、反应器研发、反应条件优化、产品精制等有机地结合起来,进行深入研究。同时应努力节约成本、降低能耗。     

生物质与三种不同变质程度的煤混合热解H2S析出规律

采用热重分析和色谱、质谱偶联技术,对玉米秆与三种不同变质程度的煤混合热解中产生的H2S气体进行了在线检测,研究生物质对不同煤种热解析出H2S气体的影响.研究表明:生物质与不同变质程度的煤的混合热解过程中H2S析出有着相似的规律,即生物质的加入使煤析出H2S提前,且随着生物质比例的增加,H2S在更低的温度下有较大的析出速度.生物质与煤共热解时,在380℃以前析出的H2S的浓度和析出量都比煤单独热解时的高,且随着生物质加入比例的增加而增加,这是生物质加氢作用的影响.且随着煤中含氢量的增加,生物质对煤热解过程的加氢作用表现得越不明显.生物质与不同变质程度的煤的混合热解过程中H2S析出规律是生物质加氢作用和矿物质固硫作用的综合结果.     

煤与生物质流化床共气化的CFD数值模拟研究综述

气化技术作为固体燃料(如煤和生物质等)清洁利用的重要方式,越来越广泛地被应用于生产合成气的工程实践中。针对煤与生物质在单独气化时存在转换效率低、气体产物热值低以及焦油含量高等问题,提出了共气化技术以改善气化工艺。文中主要介绍了基于计算流体力学(CFD)的煤与生物质共气化仿真模拟的研究,论述了两种固体燃料在单独气化和共气化时的反应机理,并详细介绍了冷态和热态流化床共气化CFD模拟所用到的模型。     

超临界甲醇中复合金属氧化物催化木质纤维生物质转化为液体燃料：反应温度的影响

以类水滑石为前驱体,制备2种Cu基复合金属氧化物(CMO)催化剂。X射线衍射分析(XRD)显示,Ni的加入可降低CMO的结晶度,使得晶粒变小,有利于金属的分散。在超临界甲醇(sc-MeOH)介质中,考察2种催化剂对木质纤维生物质液化反应的催化性能。在无催化剂时,生物质液化的液体产物以酸类和呋喃类为主。加入催化剂后,产物以酮类和醇类为主,表明CMO可有效促进生物质催化液化转化为液体燃料。探讨反应温度对液化反应产物组成与分布的影响,结果显示甲醇的临界温度是生物质氢解的关键,当反应温度高于甲醇的临界温度(239℃)时,CMO能有效催化裂解甲醇,为生物质组分的氢解提供氢当量。温度越高甲醇裂解提供的氢当量越多,生物质液化产物中作为液体燃料的组分随温度的升高逐渐增加。     

基于ASPEN PLUS模拟生物质与煤气流床共气化工艺

基于ASPEN PLUS软件模拟平台,对生物质与煤气流床共气化过程进行模拟,考察操作条件及生物质与煤配比变化对气化性能的影响。模拟计算结果表明:与生物质单独气化相比,生物质与煤共气化能提高气化温度及气化效率;与煤单独气化相比,生物质可部分替代煤且不会明显改变气化效果,尽管气化温度略有下降,但混合物灰熔点的降低能很好弥补这一变化。生物质质量分数为20%,[O]/[C]摩尔比在1.1～1.3时气化效果最佳,气化温度约为1250℃,有效气产率1.92Nm~3/kg,煤气热值可达到11.5MJ/Nm~3,冷煤气效率79.7%。     

煤与生物质共热解工艺的研究进展

热解是将固态原料转化为液体燃料、可燃气和焦的重要途径,是实现生物质资源清洁、高效利用的重要技术。将生物质与煤混合共热解是生物质资源利用的重要方法,两者混合热解不仅有助于降低CO_2的排放量,还能有效地解决能源短缺和环境污染带来的问题。文章综述了煤与生物质共热解技术的研究进展,系统地介绍了共热解过程中煤与生物质的相互作用以及热解温度、混合比例、滞留时间、升温速率、矿物质成分、物料粒径和热解反应器类型等因素对热解过程的影响,并对煤与生物质共热解技术的发展前景进行了展望。     

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.     

生物质热解液化工艺及其影响因素

介绍了生物质的特点及生物质快速热解液化技术的一般工艺流程.综述了生物质热解过程中,反应温度、滞留时间、升温速率、反应压力、灰分、组成成分、分子结构、粒径和颗粒形状等条件对生物质热解及其产物组成和特性的影响,指出了生物质热解的技术关键.     

升温速率对神华煤液化残渣燃烧特性与动力学参数的影响

运用TGA/SDTA851热失重分析仪进行了神华煤液化残渣的燃烧特性试验研究。实验表明:神华煤液化残渣的燃烧是分两步进行的,在低温段主要是神华煤液化残渣中挥发性的气体急剧析出,引起燃烧失重;高温段则主要是一些有机质、固定碳的燃烧失重。低温段神华煤液化残渣挥发分含量很高且具有集中析出的特性,在365℃~545℃区间内可挥发物质迅速燃烧完毕;高温段燃烧速率相对较低,半峰宽较大,燃烧不够集中。随着升温速率的增加低温段和高温段燃烧的区分更加明显,且使神华煤液化残渣的燃烧失重增加。此外分析了神华煤液化残渣在一定升温速率下的燃烧特性,利用Free-Carroll法得到神华煤液化残渣燃烧化学反应的动力学参数。图3表4参6。     

生物质与煤混燃燃烧特性研究进展

基于能源与环境的双重压力,以及生物质与煤单独燃用存在的问题,生物质与煤混燃已成为一种发展趋势,但其利用方面还面临着许多困难。因此,研究混合燃料燃烧过程中的燃烧特性及污染物规律,对于生物质与煤混燃技术的利用具有重要的意义。本文重点介绍了近年来国内外在生物质与煤混燃燃烧特性,及污染物排放的方面研究现状,并提出了研究过程中存在的问题,以期为后续的研究工作提供有价值的参考。     

生物质与煤共热解特性研究

选取4种典型生物质样品(麦秆、稻秆、木质素、造纸废液颗粒),将生物质样品与煤分别以1∶9、3∶7、5∶5的重量比例掺混。采用热重分析法,在相同升温速率下,对各掺混样品进行热解实验,探讨了生物质与煤热解特性的差异以及它们共热解时生物质对煤热解过程的影响。研究表明,生物质与煤的热解特性差异很大:生物质热解温度低,热解速度快,而煤相对热解速度慢,热解温度高;在生物质与煤混合热解时,总体热解特性分阶段呈现生物质和煤的热解特征;将各生物质样品与煤混合热解的实际微分曲线与按比例折算后曲线进行比较,得出实际微分曲线与折算曲线基本吻合,即生物质对煤的热解无明显影响。