微波热解技术研究进展

综述了国内外关于微波热解技术应用的研究进展,探讨了生物质、污泥、矿物燃料等通过微波加热制取高附加值化学品的方法及其机理,并且微波热解存在非热效应,是一条值得探索的资源有效利用的高效热解方法。     

微波热解技术研究进展

综述了国内外关于微波热解技术应用的研究进展,探讨了生物质、污泥、矿物燃料等通过微波加热制取高附加值化学品的方法及其机理,并且微波热解存在非热效应,是一条值得探索的资源有效利用的高效热解方法.     

生物质微波催化热解制备高值产品的研究进展

生物质微波热解具有反应速率快、能量利用率高等优点,但存在产物选择性不高、品质较低等问题,结合催化剂使用,具有制备高值产品的应用潜力。本文对生物质微波催化热解的研究进展进行了综述,介绍了微波催化热解的机理、反应体系、热解产物等对制备高附加值产品的影响。简述了微波催化热解的机理,从原料、微波吸收剂、催化剂三个方面对微波催化热解体系进行讨论,介绍了不同种类原料对产物产率的差异、不同催化剂对于产物选择性的区别。分析了不同提高产物产率和选择性的方法,指出优化和改善催化剂特性使其具备复合功能、开发大型微波反应器、产物定向富集和转化是目前仍需解决的问题。为生产富烃生物油、高性能生物炭等产品,进而推广到工业应用提供参考。     

微波在生物质转化与利用中的应用研究

结合国内外的微波辅助技术在生物质转化利用中的研究现状,从生物质的预处理阶段、热解阶段以及转化阶段入手,对比微波辅助与常规热解方式的转化条件及产物产率,阐述了微波辅助方式下在提高生物质的加工效率和产品质量方面的可行性,并分析了技术的特性。最后,对构建微波辅助生物质资源转化体系进行了展望,将含量巨大的可再生生物质资源利用起来,实现生物质资源的高效利用和创造巨大的社会经济效益。     

生物质微波热解产生物油的影响因素研究进展

生物质作为可再生资源具有低成本、分布广泛且易得等优点,生物质能的开发利用可有效缓解能源压力,减少环境污染。微波热解技术是生产燃料油和高附加值化学品的有效方法之一,与传统的热解相比,微波热解具有加热速率快、均匀性好、选择性加热、节能与易于控制等优点。在简单分析微波热解产物分布的基础上,详细综述了近年来微波热解生物油产率的影响因素,主要包括热解温度、功率、吸波剂、催化剂、原料预处理、加热时间、原料性质和物料尺寸等因素;最后,总结和展望了微波技术在生物质催化热解制备生物油领域应用中存在的问题、解决途径和发展前景。     

微波强化生物质转化制清洁能源的研究进展

生物质资源是自然界含量最为丰富的可再生有机碳资源,从生物质出发生产清洁能源可以有效缓解能源压力同时降低碳排放。在众多生物质转化利用的途径中,生物质热解制备能源化学品是十分重要的路线之一。概述了微波强化生物质热解进行能源转化技术的研究进展。     

煤催化微波热解技术及其碳基吸波催化剂研究进展

微波技术与煤热解技术结合而成的煤微波热解技术可高效地治理传统煤热解技术中环境污染高和资源利用效率低的难题,为低变质煤的清洁高效利用和分级提质利用提供了新的思路。煤催化微波热解技术能有效改善热解升温特性和产物分布,从而受到较多学者的关注。本文从低变质煤催化微波热解技术发展历程着手,概述了国内外煤催化微波热解研究技术进展,通过加入Fe、Co、Ni和Cu等金属化合物或焦炭、活性炭等碳材料作为吸波剂,能显著增强煤对微波的吸收能力,提高热解升温速率、产物收率及产物质量,而有些金属化合物在微波热解反应中不仅起到吸波作用,还具有催化作用。碳基吸波催化剂作为一种性能优越的煤微波热解催化剂,具有优越的电磁和吸波性能、较好的催化性能和高经济性等优点,本文在煤催化微波热解技术研究现状的基础上,对碳基吸波催化剂进行了较为详细地分析,概述了碳基吸波催化剂的碳基体和催化活性组分的研究进展,对比了3种常见碳基吸波催化剂制备方法的优劣势。最后,总结了碳基吸波催化剂在研发过程中存在的难题,并展望了低变质煤催化微波热解技术的应用前景。     

纤维素典型热解产物生成机理研究进展

利用生物质热解来生产液体燃料和高价值化学品受到广泛的关注,对生物质组分热解机理的研究有助于对生物质热解规律的理解和对热解过程的调控。对纤维素热解及其典型热解产物如脱水糖类、呋喃类以及小分子化合物等的生成机理进行综述,并指出后续的研究应该选用合适的模化物;为实现纤维素的高值化利用,还应对纤维素在不同类型催化剂作用下的催化热解机理进行研究。     

木质素类生物质催化热解制备精细化学品研究进展

能源和环境是当今世界的两大挑战,将生物质转化为燃料和化学品是应对该挑战的低碳方案。其中,催化热解木质素获得燃料和化学品是低碳方案的重要部分。本文以能源和环境问题为出发点,阐述了木质素催化热解制备燃料和化学品的可行性和必要性,并对催化裂解行为、催化裂解过程和催化产物等方面的国内外研究现状进行了系统介绍。文章首先对木质素的结构和转化过程进行了概述;然后从催化热解行为、催化热解产物以及催化剂的研究现状等方面进行了系统阐述,并对现有的催化木质素热解过程的机理研究进行了讨论。通过对木质素催化热解制备燃料和化学品的发展前景、技术瓶颈以及逻辑方面进行评估表明,木质素转化为燃料和化学品过程中提高产品的产率和能量效率是今后的总体目标,而原料供给和生产、催化剂开发、产品分离纯化、反应机理和动力学以及计算模拟等方面将是深入研究木质素高效利用的重要研究内容。     

生物质热解技术研究进展

生物质是地球上最丰富的可再生资源,通过热解实现生物质高效转化是一种前景广阔的工艺技术。生物质热解技术是把低能密度生物质能转化为高能密度产物以及高附加值化学品的一种新型生物质能利用技术。论述了国内外对热解技术的研究现状,分析了生物质的热解机理,并且指出了热解技术中需要解决的问题以及今后的主要研究方向。     

微波对生物质原料预处理及热解的作用研究进展

综述了生物质通过微波裂解转化制备生物燃料的新方法,重点比较了微波干燥预处理与常规干燥方法,分析了微波干燥后的生物质特性、微波作为热源对生物质裂解的影响及微波裂解机理. 对生物质微波裂解未来的发展方向作了预测,包括寻找低耗的生物质原料、高效的催化剂、开发高品位的生物油及对微波裂解的机理进行深入研究.     

碱土金属氧化物基催化剂催化热解生物质研究进展

快速热解是生物质高效转化利用的重要方法之一,然而其目标产物生物油因含氧量高、组分复杂等不足而难以直接利用。通过在热解体系中引入碱土金属氧化物基催化剂,可以将热解产物中的氧元素以CO₂和H₂O等方式脱除,从而实现生物油品质的提升。总结了典型碱土金属氧化物基催化剂对生物质催化热解过程中发生的酮基化、羟醛缩合、开环和侧链断裂反应及机理,讨论了催化剂类型（CaO、MgO、基于碱土金属氧化物的分子筛和活性炭等）、生物质原料、温度、催化剂用量、停留时间、催化方式、催化剂失活等因素对生物油产率与品质的影响,并对生物质催化热解制备高品质生物油及其应用进行了展望。     

木质素催化热解用催化剂的研究进展

木质素是一种结构复杂、产量丰富但利用率较低的生物质资源,可通过催化热解解聚为高附加值产物,具有广阔的应用前景。本文介绍了催化剂机理研究方法和催化剂作用方式,比较了催化木质素热解常用的分子筛类催化剂、金属氧化物类催化剂和金属盐类催化剂的催化性能、产物收率、产品分布、催化机理及优缺点。文中指出：分子筛类催化剂的脱氧能力强、酸度高,但液体产物收率较低;金属氧化物类催化剂具有液体产物收率较高、热稳定性强等优点,但依赖于催化剂酸碱性的调控;金属盐类催化剂虽高效、价格低廉,但热稳定性差、易失活。同时,本文对木质素催化热解领域提出了展望,未来热解催化剂的研究有待深入和系统化,根据木质素种类和目标产物设计复合型催化剂、核壳型催化剂和多催化剂协同催化是未来热解催化剂发展的趋势。     

炭基催化剂应用于热转化过程的研究进展

生物炭具有环境友好、来源广泛、成本低廉等优点,作为催化剂及催化剂载体被广泛应用于热转化过程,但存在易结焦失活、产物定向调控机理尚不明确等问题。对生物质炭基催化剂应用于热转化过程的研究进行了综述,介绍了生物质炭基催化剂制备、改性(杂原子掺杂和金属负载)方案的研究现状。从常规催化热解、微波辅助热解、焦油脱除、酯化合成运输燃料和水热液化5个方面对炭基催化剂的应用进行讨论,并指出探索催化剂深层次的催化机理以及构建具有多级孔隙结构的炭基催化剂以定向生产高值化学品是未来的研究方向。     

Production of high grade fuels and chemicals from catalytic pyrolysis of biomass

The potential offered by biomass and solid wastes for solving some of the world's energy problems is widely recognised. The energy in biomass may be realised either by direct use as in combustion, or by upgrading into a more valuable and usable fuel such as fuel gas, fuel oil, transport fuel or higher value products for the chemical industry. This paper is concerned with conversion and upgrading by pyrolysis and briefly describes the technologies of fast pyrolysis with particular reference to the use of catalysts in chemicals production and the use of catalytic processes in upgrading the primary pyrolysis products to higher quality and higher value fuels and chemicals. There are natural catalysts in biomass which substantially influence the production of high yielding chemicals. Removal or reinforcement of these catalysts has a dramatic effect on product yield and composition. The pyrolysis vapours can be catalytically cracked over zeolites to give aromatics and other hydrocarbon products which can be further converted into gasoline and diesel and the condensed liquid can be hydrotreated to a naphtha like product also for upgrading into transport fuels. There is, however, considerable uncertainty over the ability of the upgrading technology to be scaled up to commercial feasibility most notably in terms of catalyst performance and life. Considerably more research and development is needed to develop and prove suitable catalyst systems. There is also considerable uncertainty over the cost of upgrading in terms of capital costs, operating costs and performance and some preliminary estimates are included.     

Recent advances in the catalytic pyrolysis of biomass

Biomass is considered as a renewable and alternative resource for the production of fuels and chemicals, since it is the only carbon and hydrogen containing resource that we can find in the world except for fossil resources, capable of being converted to hydrocarbons. The pyrolytic liquefaction of biomass is a promising way to convert biomass to useful products. This paper briefly surveys the present status of the direct catalytic pyrolysis for the liquefaction of biomass. The direct use of catalysts could decrease the pyrolysis temperature, increase the conversion of biomass and the yield of bio-oil, and change the distribution of the pyrolytic liquid products then improve the quality of the bio-oil obtained. The fact that biomass is in solid state present great challenges for its conversion and for the effective use of catalysts due to the bad heat transfer characteristics and bad mass transfer properties. These barriers appeal for the development of a new catalyst and new catalytic process as well as the integration of both. Process design and process intensification are of significant importance in the catalytic conversion of biomass.     

生物质能源转化技术与应用(Ⅰ)

生物质能源是唯一可再生、可替代化石能源转化成液态和气态燃料以及其它化工原料或者产品的碳资源。随着化石能源的枯竭和人类对全球性环境问题的关注,生物质能替代化石能源利用的研究和开发,已成为国内外众多学者研究和关注的热点。本文综述了我国年可获得生物质资源量达到3.14亿吨煤当量,其中秸秆和薪材分别占 54% 和 36%;现有180多亿吨林木生物质资源量、8~10亿吨可获得量和3亿吨可作为能源的利用量。生物质能转化利用的主要途径是:热化学高效转化利用的热解气化发电(供热、供气)、快速热解制备液体燃料和生物质气化合成液体燃料,以及生物化学转化技术等。同时,论述了目前已经进行的生物质研究开发技术和产业化利用进展。