几种农林废弃物热裂解制取生物油的研究_王树荣

生物质快速热解制生物油的工艺分析王高恩;孙培勤;孙绍晖;陈俊武【摘要】文章利用Aspen Plus软件建立了一个完整的生物质快速热解制生物油的流程模型,并详细描述模型的建立过程,模型包括原料的预处理、快速热解、焦炭和不冷凝气体的燃烧3个部分.通过对日处理2000t玉米秸秆的快速热解制生物油工厂各工段进行模拟,结果表明,整个生产过程各种形式的能耗为468.73×109 J/h,能量产出为531.6×109J/h,能量产出大于能量消耗;将能量折算成标准煤用量后可知,生产1 kg生物油的能耗相当于0.758 8 kg标准煤,同时产出的能量相当于0.860 6 kg标准煤;焦炭的燃烧量为总量的86％时,可以满足快速热解过程的能量需求.【期刊名称】《可再生能源》【年(卷),期】2015(033)004【总页数】6页(P637-642)【关键词】快速热解;Aspen Plus;流程模拟;能耗【作者】王高恩;孙培勤;孙绍晖;陈俊武【作者单位】郑州大学化工与能源学院,河南郑州450001;郑州大学化工与能源学院,河南郑州450001;郑州大学化工与能源学院,河南郑州450001;郑州大学化工与能源学院,河南郑州450001【正文语种】中文【中图分类】TK6;TQ546自上世纪80年代以来，生物质快速热解技术迅速发展，通过快速热解不仅可以把生物质转变为高热值的液体燃料，而且还能优化我国能源结构，达到节能减排与环境保护的目的。

国内外许多研究机构选择了以循环流化床为反应器的生物质快速热解工艺，其中国内许多实验室[1]，[2]进行了相关的试验，但是多数仍停留在实验室阶段，没有太大进展。

美国农业部（United States Department of Agriculture，USDA）[3]的报告中讨论了实验室规模下的快速热解过程的产率及影响因素，而美国可再生能源实验室 [4],[5]（National Renewable Energy Laboratory，NREL）在实验的基础上利用流程模拟软件，建立了相应的快速热解生产过程模型并做了详细的技术经济评估，但是没有对生产过程进行能量分析。

秸秆热解液化制备生物油技术石油短缺和能源结构不合理是我国的基本国情，经济的快速增长也决定我国能源消费将不断增长。

面对能源紧缺特别是液体燃料的严重短缺和巨大消耗、石化能源消耗带来环境污染的多重压力，提高我国能源安全水平、缓解生态环境污染迫在眉睫。

解决能源安全和环境污染问题，一方面要节约能源，减少能源消耗，但最根本的是寻求和开发来源充足、供应安全、环境友好的替代能源。

生物质能是以生物质为载体的能量，是一种可再生、资源丰富且相对较利于环保的能源。

农作物秸秆主要包括粮食作物、油料作物、棉花、麻类和糖料作物等5大类，是生物质资源最重要的来源之一。

据统计，我国各种农作物秸秆年产量约6亿吨，占世界作物秸秆总产量的20%～30%。

近几年，随着我国农村经济发展和农民收入增加，农村居民用能结构正在发生着明显的变化，煤、油、气、电等商品能源得到越来越普遍的应用。

秸秆的大量剩余，导致了一系列的环境和社会问题，每到夏秋两季，“村村点火，处处冒烟”的现象十分普遍。

据调查，目前我国秸秆利用率约为33%，其中经过技术处理后利用的仅约占2.6%。

秸秆就地焚烧不仅造成大量资源和能源浪费，环境污染也不容忽视。

因此，开展秸秆的能源高效转化利用技术研究和能源产品开发成为亟待解决的农业、能源和环境问题，对保障国家能源安全、国民经济可持续发展和保护环境具有重要意义。

生物质液化主要包括生物化学法制备燃料乙醇和热化学法制备生物油，前者一般指采用水解、发酵等手段将秸秆等生物质转化成燃料乙醇，后者则是通过快速热解液化、加压催化液化等进行转化。

生物质液化生物油能替代石油的前景早已引起世界各国的普遍重视，许多国家纷纷将其列为国家能源可持续发展战略的重要组成部分和21世纪能源发展战略的基本选择之一。

1热化学法制备生物油技术1.1快速热解液化秸秆、林业废弃物等生物质快速热解液化技术是采用常压、超高加热速率(103K/s～104K/s)、超短产物停留时间(0.5～1s)及适中的裂解温度(500℃左右)，使生物质中的有机高聚物分子在隔绝空气的条件下迅速断裂为短链分子，生成含有大量可冷凝有机分子的蒸汽，蒸汽被迅速冷凝，同时获得液体燃料、少量不可凝气体和焦炭。

4结语与展望工业企业用能系统的优化与流程再造项目的实施,降低了产品成本,增强了产品市场竞争力,为企业再发展赢得了利润空间。

另一方面,因产品用能水平的提升,节约了能源消耗,减少了环保废物产生,在能源日益紧张、环境保护要求日益严格的今天,具有更大的社会效益。

对以生物工程为主的原料药生产企业,能源成本在其产品成本中占有较大比例,当前医药市场竞争激烈,提高医药产品节能降耗水平对提升产品竞争力具有重要作用。

原料药药品生产,工艺过程虽不完全相同,但是消耗能源种类相同,主要用能设备、用能工序类似,产品间用能操作控制方法彼此相通,因此系统节能技术具有广泛的可借鉴性和可扩散性。

参考文献[1]唐克嶂.工厂能源管理[M].大连:大连理工大学出版社,1994.[2]张桂宁,吴彦宇,王福兴.内展翅片换热器在空气除湿系统中的应用[J].机电信息,2006,(12):33-35.作者简介:王福兴(1976-),男,山东诸城人,硕士,工程师,从事搬迁产品方案及设计工作。

收稿日期:2010-03-15;修回日期:2010-03-30生物质及其热裂解产物生物油的特性分析孙玉凤,高 虹(沈阳理工大学环境与化学工程学院,辽宁沈阳110159)摘要: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G C-M S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。

关键词:生物质;热裂解;生物油;流化床中图分类号:TQ517 4+4 文献标识码:A 文章编号:1004-7948(2010)04-0017-04引言生物质热裂解液化技术是当今世界上可再生能源发展领域中的前沿技术之一,近年来世界各国对生物油液体燃料的开发给予了高度的重视。

我国资源比较缺乏,对外依存度大,过度开采、运输和不合理使用对环境造成很大影响,因而必须改变能源的生产方式和消费方式[1]。

生物质热裂解生产生物燃料的研究进展
杨丰科;程伟;王艳;徐克
【期刊名称】《氨基酸和生物资源》
【年(卷),期】2008(30)4
【摘要】生物质能源是一种绿色的可以替代化石能源的一种可再生的能源。

尽管高温分解生物质处于发展阶段,但在目前水平,高温裂解因其可以在氧存在下热分解将生物材料直接转化为固态,液态和气态能源产品而受到广泛关注。

本文介绍了生物质的热裂解,包括慢速热裂解、快速热裂解、闪解、催化热裂解等过程,重点讨论了在各种生物质材料的热裂解过程中各种操作参数如温度和生物粒子大小等对生物燃料收率的影响。

【总页数】5页(P37-41)
【关键词】生物质;热裂解;生物柴油;热化学过程;可再生资源
【作者】杨丰科;程伟;王艳;徐克
【作者单位】青岛科技大学化工学院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ033
【相关文献】
1.生物质快速热裂解制取高品位液体燃料 [J], 王琦;骆仲泱;王树荣;岑可法
2.柴油引燃均质混合生物质热裂解油的双燃料发动机电控系统的研制 [J], 阮立;罗麒元;谢阳;方栋华;许沧粟
3.藻类热解生产生物质燃料研究进展 [J], 邢定峰;张哲;张福琴;魏海国
4.生物质热裂解和化学液化制燃料油技术现状及展望 [J], 秦特夫
5.生物质热裂解和化学液化制燃料油技术现状及展望 [J], 秦特夫
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专利名称：农林废弃物发酵生产生物油脂的方法专利类型：发明专利
发明人：赵志明,谢君,毕桂灿
申请号：CN201010545396.X
申请日：20101109
公开号：CN102061318A
公开日：
20110518
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种农林废弃物发酵生产生物油脂的方法，其特征在于依次包括酶解过程、液体种子制备过程、发酵过程、生物油脂提取过程。

本发明与已有技术相比，具有有效地、可产业化地通过微生物的作用将生物质农林废弃物转化成微生物油脂产物，而且环保，不会污染环境的优点。

申请人：佛山市正合生物能源有限公司
地址：528100 广东省佛山市三水区西南街南岸村委会资源岗(原涂料厂)
国籍：CN
代理机构：佛山市永裕信专利代理有限公司
代理人：杨启成
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2021国内外对农林剩余物的利用技术范文 0、引言 农林剩余物就是指农业生产中留下的作物秸秆、叶子和皮壳等。

作物秸秆是主要的剩余物,联合国环境规划署报道,世界上各种农作物秸秆每年可产约20亿 t,我国每年农作物秸秆产量约 7 亿 t。

2004 年秸秆产量 6. 48 亿 t,农产品加工剩余物 1. 5 亿 t。

粮食作物秸秆是我国的主要作物秸秆类型,稻草、玉米秸、麦秸依然是我国产量最高的 3 大作物秸秆。

其中,棉秆占到全国秸秆总产量的 6. 24%。

秸秆是一种宝贵资源,李新乐发现收获树干树皮、加倍采伐剩余物处理的杉木林生长最好。

王同朝等研究发现:机械化全程覆盖可将自然降水的保蓄率由传统耕作法的 25% ~ 35% 增至现在的50% ~ 60% ,可提高土壤饱和导水率和蓄水能力。

利用好林区剩余物不仅可节约木材,提高森林资源利用率,还可以增加企业经济效益,提供就业岗位,促进森林更新。

大量秸秆剩余下来,不仅占用土地,影响新农村的形象建设,而且存在安全隐患,污染环境。

宋湛谦介绍,我国生物质能资源丰富,农林剩余物每年产生20. 29 亿 t,可用生物质仅为13. 24 亿 t。

据统计,枝桠、伐根和枯立木等剩余物约占采伐量 35%,枝桠所占比重最大,且利用价值也较高。

改变传统生产模式,确立新观念,开发新技术,实现资源的综合性利用,加强秸秆饲料的研究;围绕秸秆能源化利用技术、秸秆化学品制造及应用技术、秸秆材料化技术、秸秆加工机械化技术综合开发研究。

本文总结了国内外对农林剩余物的利用技术,概括介绍了国内生物质利用状况,并提出了展望。

1、我国对农林剩余物的利用 我国的秸秆利用率约为33%,对农林剩余物的利用主要是秸秆还田、直燃发电、发酵制取生物油等。

近年来,我国对农林剩余物进行了深度研究,并取得一定的进展。

木质剩余物复合材料不仅具有良好的耐候性、耐腐蚀性、耐疲劳性,而且还可以减少各向异性,提高体积和形状的稳定性。

第20卷第2期2004年3月农业工程学报Tr ansactions of the CSAE V ol.20　N o.2M ar.　2004几种农林废弃物热裂解制取生物油的研究王树荣1,骆仲泱1,董良杰2,方梦祥1,岑可法1(1.浙江大学能源洁净利用与环境教育部重点实验室,杭州310027;　2.吉林农业大学工程技术学院,长春130118)摘　要:农林废弃物是我国农村能源的重要组成部分,对其高品位利用有助于解决农村能源短缺和环境污染问题。

该文在流化床反应器上开展了农林废弃物热裂解制取生物油的试验研究,着重对升温速率的影响进行了详细研究,快速升温能有效缩短颗粒在低温阶段的停留时间而抑制炭的生成,有助于提高生物油的产率。

比较不同农林废弃物热裂解制取生物油的效果表明:低灰分含量的木屑比稻秆更适合于热裂解制取生物油,而稻秆则适合于气化。

同时,农林废弃物热裂解制取生物油技术在生物油的品质经过改性得到提升后,结合炭等副产品的利用,能实现农林废弃物的综合能源化利用。

关键词:农林废弃物;热裂解;生物油;流化床;升温速率中图分类号:X 705;X 712 文献标识码:A 文章编号:1002-6819(2004)02-0246-04收稿日期:2003-06-13　修订日期:2003-12-10基金项目:国家自然科学基金(50176046);国家杰出青年科学基金(50025618);国家重点基础研究专项经费(2001CB409600)作者简介:王树荣(1972-),男,浙江嵊州人,副教授,博士,主要从事生物质资源的清洁能源化利用研究。

杭州市　浙江大学能源洁净利用与环境教育部重点实验室,3100270　引　言中国每年产出的农林废弃物量相当可观,以农作物生产系统中最常见的副产品秸秆为例,1999年产量约640M t,折合标准煤约310M t [1,2]。

目前秸秆的使用主要在牲畜饲料和农村生活用能两大方面,其中秸秆用于农村生活用能的比例约占45%[1]。

可再生能源Renewable Energy Resources第28卷第6期2010年12月Vol.28No.6Dec.2010引言生物质是一种可再生能源，种类繁多，数量丰富。

作为化石能源的替代品，生物质能具有清洁、环境友好的明显优势。

目前,生物质的能源转化方法有两种：一种是生物法，另一种是热化学法[1]。

其中，生物质的热化学转化方法包括气化、热解、超收稿日期：2010-03-17。

基金项目：国家自然科学基金重大研究计划（90610014）；北京市重点学科资助项目（XK102900477）。

作者简介：李晓翔（1983-），男，汉族，硕士研究生，从事固废资源化利用和生物质能源方面的研究。

E-mail ：Lxx5052002@ 通讯作者：舒新前（1963-），男，汉族，教授，博士生导师，从事固体废弃物资源化利用和洁净煤技术的研究。

E-mail ：shuxinqian@3种农林生物质的热解及动力学研究李晓翔，舒新前，李刚，张蕾，张磊，张立欣，张越，贾一曼（中国矿业大学清洁能源与环境工程研究所，北京100083）摘要：以桉树叶、甘蔗叶和桑树杆3种农林生物质为原料，利用热重分析仪进行热分析研究。

通过对TG 和DTA 曲线的对比，探讨了生物质的热解过程；采用Coats-Redfern 积分法进行动力学分析，确定了反应级数，得到了3种原料在不同温度下的活化能。

结果表明：生物质的热解可分为干燥、预热、热分解氧化和碳化还原4个阶段，其中在300～400℃时热解反应最为剧烈；利用n =2，3级动力学模型，均能较好地表述生物质热解过程；3种生物质低温段的热解活化能要高于高温段的活化能，就整个热解过程看，E 甘蔗叶>E 桑树杆>E 桉树叶。

关键词：生物质；热解；热重分析；动力学中图分类号：TK6；S216.2文献标志码：A文章编号：1671-5292（2010）06-0063-04Study on the pyrolysis and kinetics of three agro-forestry biomassLI Xiao -xiang ，SHU Xin -qian ，LI Gang ，ZHANG Lei ，ZHANG Lei ，ZHANG Li -xin ，ZHANG Yue ，JIA Yi-man（Clean Energy and Environmental Engineering Institute of CUMTB ，Beijing 100083，China ）Abstract:The thermal analysis were carried out on TGA,in which,three kinds of agriculture and forestry biomass of eucalyptus leaves,sugar cane leaves and mulberry bar were chosen as raw materials.By contrasting the TG and DTA curves,the pyrolysis process of biomass was dis -cussed.The activation energy of biomass pyrolysis under different temperatures was obtained and the reaction order of biomass pyrolysis were determined by dynamic analysis based on Coats -Redfern integral method.The results showed that:The thermal decomposition process can be di -vided into four stages,including drying,preheating,thermal decomposition and carbonization.Es -pecially,the thermal decomposition in the temperature range of 300～400℃was the most violent,the raw material was decomposed rapidly and a large amount of heat was released.The dynamic model while n =2，3could effectively describe the thermal decomposition of the biomasses.The ac -tivation energy of thermal decomposition reaction of three kinds of biomass during the low tem -perature stage is higher than that of the high temperature stage,that is Es >Em >Ee .Keywords:biomass;pyrolysis;thermogravimetric analysis;kinetics可再生能源2010，28（6）临界液体萃取及直接液化[2]。