Bio-oil Production from an Oilseed By-product: Fixed-bed Pyrolysis of Olive Cake

Abstract

A study of pyrolysis of olive cake at the temperature range from 400°C to 700°C has been carried out. The experiments were performed in a laboratory scale tubular reactor under nitrogen atmosphere. The yields of derived gases, liquids, and char were determined in relation to pyrolysis temperature and sweeping gas flow rates, at heating rates of about 300°C min^?1. As the pyrolysis temperature was increased, the percentage mass of char decreased whilst gas product increased. The oil products increased to a maximum value of ～39.4 wt% of dry ash free biomass at a pyrolysis temperature of about 550°C in a nitrogen atmosphere with flow rate of 100 mL min^?1 and with a heating rate of 300°C min^?1. Results showed that the bio-oil obtained under the optimum conditions is a useful substitute for fossil fuels or chemicals.     

生物质热解液化技术研究与发展趋势

介绍了生物质热解液化技术,总结了该项技术在原料预处理、热解工艺和生物油分离精制3个方面的最新研究成果。在原料预处理方面,介绍了微波干燥、烘焙和酸洗3种方法;在热解工艺方面,介绍了催化热解和混合热解两种新工艺;在生物油分离精制方面,介绍了催化加氢、催化裂解、催化酯化、乳化燃油和分离提纯5种新技术,并分析展望了生物质热解液化技术的产业化发展趋势。     

生物质快速热解制取生物油

生物质能源是可再生能源的重要组成部分,具有资源丰富和低污染的特点,它的开发与利用已成为21世纪研究的重要课题。本文概述了生物质快速热解的过程、设备及其产物,并对热解的重要产物——生物油的组成、性质、精制以及转化利用进行了详细的阐述。     

生物质及其热裂解产物生物油的特性分析

以红松、白松、落叶松、玉米秸秆等不同生物质为原料,对流化床反应器热裂解制取的生物油进行了研究试验,通过对生物油的物理特性及其成分的分析,得出的实验结果表明:红松制取的生物油品质最好,热值高,含水率低,更适合进一步改性研究和应用,并利用现代精密仪器GC-MS对生物油进行了组分分析,解释了生物油高含氧和高含水特性。     

生物质在流化床中热裂解的试验研究

以稻壳为原料,在自制的小型流化床上研究了生物质快速热解反应温度对生物油产率的影响.结果表明:在450℃、500℃、550℃和600℃4种热裂解温度中,500℃时平均产油率最高为52.87%.对热解产物进行分析发现:生物油是1种复杂的舍氧有机化合物和水组成的混合物,几乎包含了所有化学类别的有机物;气体产物中主要以CO、CO2、CH4和C2-C4为主,CO、C2-C4和CH4的浓度随着温度的升高而上升;热解焦样则随温度的升高,其表面形态出现断裂破碎.     

生物质的热裂解与热解油的精制

生物质能属于可再生能源，其利用符合社会可持续发展的原则。生物质在中等温度下(约500℃)热裂解主要得到热解油。介绍了温度对热裂解过程的影响、热解油——水的二元相图、热裂解过程的机理和热解油的特性，综述了催化剂种类，溶剂等对热解油催化裂解的影响。结果表明，催化剂H-ZSM-5的脱氧效果最好，以四氢萘为溶剂时，精制油的收率大幅提高，达39．4％。     

生物质热解技术的现状、发展趋势及研究

对生物质热解技术的基本原理进行论述,着重介绍了该项技术几种典型的技术路线和试验装置,以及在国内外的研究和发展现状.     

燃料油的新型替代品——生物质裂解油

从化石能源为主向可再生能源为主过渡,是我国能源发展战略的一项重要任务,其中,燃料油将是可再生能源服务的重要对象之一。生物质裂解油以秸秆等农林废弃物为原料,其特质适于替代燃料油。国际上生物质裂解油已经迈入产业化发展的门槛,我国亦具有广阔的市场前景。当前应该抓住国际技术发展的机遇,推动该技术的研发、示范和产业化。     

内循环串行流化床生物质催化热解试验研究

在处理量为0.2 kg/h的新型内循环串行流化床(IIFB)上进行了生物质催化热解制油的试验研究.以木屑为原料、石英砂为热载体,研究了在没有催化剂条件下反应温度对热解产物分布的影响;以HZSM-5催化剂与石英砂混合物为床料进行了催化热解试验,并对热解产物和反应后的催化剂进行了表征分析.结果表明:反应温度为515℃时,液体产物的收率最高.HZSM-5催化剂的加入促进了气体以及焦炭的生成,使液体产物的收率降低,且催化剂体积分数越大,影响越显著.催化荆表面的积炭经燃烧反应后被除去,催化剂的稳定性得到改善.热解不可冷凝气体的主要成分为CO和CO2,随着热解温度的升高,CO2产量下降,CO和CH4的产量增加.经HZSM-5催化热解后,生物油中的酸、醛和酮类物质含量明显减少,而小分子的烃类与酚类物质含量明显增加,表明催化剂具有明显的脱氧效果.     

生物油改性及催化热解技术研究进展

生物质快速热解制取生物油是一种生物质能源热转化的重要方式,是目前可再生能源利用研究的热点。文中介绍了快速热解技术的发展现状,详细讨论了生物质油的特性以及生物质油精制和改性方法,包括催化加氢、催化裂解、添加溶剂与乳化技术,以及近年来倍受关注的生物质催化热解技术。     

生物质热裂解制取液体燃料技术的发展

对生物质热裂解技术进行了系统的研究，阐述了其基本技术要求和发展现状，并将现有的生物质热裂解反应器进行分类，分析了相应的优势与不足。最后评估了生物质热裂解制取液体燃料技术的经济和社会效益，结果表明它具有广泛的应用前景。     

生物质热解气化技术的现状、应用和前景

生物质能的利用正在日益引起人们的关注。现在,生物质热解气化被用作生产燃料气的普遍技术路线,生产的燃料气被广泛应用于锅炉、发动机、气轮机或燃料电池。本文概述了目前国内外生物质热解和气化技术的现状,特别介绍了国内外几种比较新颖的技术,并且简要地阐述了这些技术的机理、应用以及优点,同时部分地给出了这些技术的流程图和示意图。     

生物质加压热重分析研究

对两种生物质木屑和松针进行了不同压力和升温速率下的热重分析试验,通过生物质热重失重率（TG）和失重速率（DTG）曲线,获得了相关热解特性参数,提出了生物质的挥发分综合释放特性指数D．并通过热分析数学方法求取了生物质热解动力学参数．试验结果表明,氮气气氛中,木屑与松针常压和增压下主要热解阶段可认为两段一级反应;热解压力的提高,将延迟生物质挥发分初析温度和DTG峰值温度,降低最大析出率和DTG峰值,生物质的挥发分综合释放特性指数D也减小,增加了生物质挥发分的析出难度,并改变了热解反应活化能和频率因子．同一压力下,提高热解升温速率,生物质综合特性指数D将增加．     

我国生物质热解特性及工艺研究进展

我国秸秆和畜禽粪便等生物质原料的产量非常丰富,用这些量大而来源广泛的生物质原料热解制取生物炭,可用于燃料,替代化石能源,还可用作吸附剂以及土壤改良剂,用途广泛。本文从原料的种类,热解技术,工艺过程,以及影响因素等四方面,对生物质热解特性以及制取生物炭工艺研究现状进行梳理、分析与研究。依据现阶段的研究结果,阐明未来应在秸秆原料基础特性、秸秆热解特性、优化不同地域间的秸秆热解工艺以及畜禽粪便热解制炭等方面着手进行深入研究。     

流化床反应器中生物质的热解研究

以松木锯末、花生壳、大豆秸秆等几种典型生物质为试验原料,在流化床反应器内进行了热解试验,分别考察了热解反应温度、停留时间、进料量对生物质热解产物(油、气、炭)产率的影响,以及这几种生物质原料热解产油率的最佳工艺条件.运用GC/MS方法确认了生物质热解油中的40种化合物,生物质热解油的GC/MS法分析结果为其在化工和能源方面的综合利用提供了有价值的数据.     

Production and Characterization of Bio-Chars from Biomass via Pyrolysis

This article deals with slow pyrolysis of oak wood and agricultural residues such as hazelnut shell and wheat straw at high temperature (950–1250 K) in a cylindrical reactor. The aim of this work is to study the effect of the treatment conditions such as temperature, particle size, and lignin and inorganic matter contents on bio-char yield and reactivity. When the pyrolysis temperature increased, the bio-char yield decreased. A high temperature and smaller particles increase the heating rate resulting in a decreased bio-char yield. The higher lignin content in hazelnut shell results in a higher bio-char yield in comparison with oak wood and wheat straw. Bio-chars from hazelnut shell and wheat straw are more reactive in gasification than bio-chars from oak wood because of the higher ash content. The bio-char obtained are carbon rich, with high heating value and relatively pollution-free potential solid biofuel.     

生物质闪速热裂解制备生物质油

生物质闪速裂解是使生物质的有机高聚物在隔绝空气、常压、快速加热到400～600℃（约104 K/s的升温速率）,超短反应时间（小于2 s）的条件下迅速断链分子键,使结炭和产气降到最小限度,从而最大限度地获得生物质油.依据这一原理,出现了涡旋反应器、烧蚀裂解、旋转锥、沸腾流化床、循环流化床等工艺.文中系统地阐述了常用的生物质闪速裂解液化的方式,介绍了生物质裂解油的特点.     

海藻类生物质的热解和燃烧特性的研究

研究了多种海藻的燃料特性,利用高温热显微镜观察了海藻的着火方式,并通过热重试验分析了升温速率及粒径对其热解和燃烧过程的影响.结果表明:海藻具有低熔点、易结渣、高灰分、高挥发分和均相着火的特点,其热解、燃烧过程与陆上木质类生物质差异较大,并非每种海藻都适合作燃料;综合考虑焚烧海藻类生物质的最佳方案是流化床低温燃烧方式,但要注意防止锅炉受热面的腐蚀.     

生物质热裂解制油的动力学及技术研究

在不同升温速率下对水曲柳原料在 30 0～ 12 0 0 K范围内进行了热重分析试验 ,试验显示生物质热裂解随温度升高经历五个不同阶段。采用微商法和积分法对其主体阶段的分析得到相互一致的结果 :活化能为 10 1.4 k J/mol、指数因子为 1.2 2× 10 7s- 1 的一阶一步动力学模型。在所开发的以流化床反应器为主体的生物质热裂解制油系统上对生物质进行热裂解试验 ,得出了温度、粒径、停留时间和木种等几种最为重要的参数对热裂解制油的影响规律 ,并在 773K左右成功制取出产率高达 6 0 %的生物油 ,同时用色质联机分析 (GC- MS)技术对所制取的生物油进行了初步分析。