生物质热解液化制备生物油技术研究进展_路冉冉(精)

第44卷第3期2010年5月生物质化学工程B iomass Che m ical Eng i n eering V o.l 44No .3M ay 2010生物质热解液化制备生物油技术研究进展收稿日期:2010-02-03基金项目:高等学校博士学科点专项科研基金资助(200804251020作者简介:路冉冉(1987-,女,山东聊城人,硕士生,研究方向为微波生物质热解技术*通讯作者:商辉(1974-,女,河北保定人,副研究员,博士,从事生物能源与微波化学研究;E -m ai:l shangh l@j m sn .co m 。

路冉冉1,商辉1*,李军2(1.中国石油大学(北京重质油国家重点实验室,北京102249;2.中国石油规划总院,北京100083摘要:介绍了国内外生物质热解液化工艺、主要反应器及其应用现状;简述了生物质催化热解、生物质与煤共热解液化、微波生物质热解、热等离子体生物质热解几种新型热解工艺;并对目前生物质热解动力学研究进行了总结;对未来生物质热解液化技术的研究进行了展望。

关键词:生物质;热解;液化;生物油中图分类号:TQ351 文献标识码:A 文章编号:1673-5854(201003-0054-06Research Progress on Bi o mass Pyr ol ysis Technol ogy f or L i qui d O il Producti onLU Ran -ran 1,SHANG H u i 1,LI Jun 2(1.S tate K ey L aboratory of H eavy O il Processing ,China U n i versity of Pe tro leum (Be iji ng,Be iji ng 102249,Ch i na ;2.Ch i na P etro l eu m Eng i nee ri ng and P l ann i ng Instit ute ,Be iji ng 100083,Chi naAbstrac t :B i om ass li que facti on techno logy,m ai n reactor types for b i om ass pyro lysis and t he ir deve lop m ent status i n do m estic and aboard we re descr ibed .Cata l y ti c py ro l y si s of b i omass ,co -li que facti on o f bio m ass and coa,l m i crowave assi sted pyro l ysis as w ell as ther m a l plas m a b i o m ass pyro l ysis techno l og ies were descri bed ,and t he curren t k i neti cs o f b i om ass pyro lysisw ere su mm ar ized .T he future o f bio m ass li que facti on techno log i es w ere prospected .K ey word s :b i o m ass ;pyrolysis ;lique facti on ;b i o -o il能源是社会经济发展和人类赖以生存的基础,当前社会的主要能源是化石能源,属不可再生资源。

利用微藻热化学液化制备生物油的研究进展前言随着现代工业的飞速发展，大量化石能源消耗所带来的化石燃料紧缺和严重的环境污染问题已成为制约全球可持续发展的两大难题。

生物质能储量丰富，并且是唯一可以转化为液体燃料的可再生资源，现已逐渐成为国内外新能源研制和开发的热点。

而在众多的生物质中，微藻具有光合作用效率高、生物量大、生长周期短、环境适应能力强、易培养、脂类含量高、生长过程中可高效固定二氧化碳等特点，是制备生物质液体燃料的良好材料[1~5]。

利用微藻制备液体燃料在环保和能源供应方面都具有非常重要的意义，商业化前景良好[6，7]。

2007年， Williams[8]综合近年来的研究成果，指出微藻生物燃料的开发可以降低因使用化石能源给社会和环境带来的影响，将会成为未来生物燃料开发的趋势。

Ayhan Demirbas[9]则指出藻类即将成为最重要的生物燃料来源之一，微藻能源的广泛使用将会解决威胁全人类的全球气候变暖问题。

微藻热化学液化制备生物油技术将藻类转换成液体燃料的研究始于 20世纪 80年代中期，当时人们通常用溶剂萃取微藻中的脂类成分，分离得到油脂后进一步甲酯化或乙酯化生产生物柴油(萃取酯化法)。

该技术起步早，生产工艺相对成熟，所得油品质量好，使用性能与矿物石油基本相当，是目前国内外研究者以微藻为原料制备液体燃料最常用的实验室方法。

但萃取酯化法只能将微藻的脂类组分能源化，对原料脂类含量有较高要求，所得产物性能受脂类组成的影响很大，并存在生产步骤多、过程总体效率较低、能耗高等缺点，难以实现大规模工业化应用。

近年来，人们又研究采用热化学液化的方法将微藻转化为优质的生物油。

生物油是便于运输、存储的绿色燃料，经过精制可转化为替代石油的常规燃料。

生物油(由快速热解木材和微藻制备)与石油的部分典型属性值比较见表1[10]。

热化学液化方法预处理和生产过程简单、生产成本相对较低、转化率高，是实现藻细胞所有组分能源化，获得高产率绿色液体燃料的有效方法，对其进行深入研究，对于解决当前化石能源短缺和环境污染问题具有重要的现实意义。

生物质快速热解制取生物油的研究进展作者：刘状廖传华李亚丽来源：《湖北农业科学》2017年第21期摘要：详细介绍了生物质快速热解制取生物油的国内外研究进展，并对生物质热解过程、生物质快速热解反应器和快速热解的影响因素分别进行了阐述。

生物油在未来的能源领域中有着广阔的前景，如何通过高效的热解方法和热解反应器来提高生物质能的利用率，仍是下一步研究的重点。

关键词：生物质能；快速热解；生物油中图分类号：TK6 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）21-4001-05DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2017.21.001Research Progress on Bio-oil Production From Fast Pyrolysis of BiomassLIU Zhuang， LIAO Chuan-hua， LI Ya-li（School of Mechanical and Power Engineering， Nanjing Tech University， Nanjing 211816， China）Abstract： An progresses on bio-oil production from fast pyrolysis of biomass was provided，the processes of fast pyrolysis， reactor and influence factors of fast pyrolysis were expounded. Bio-oil has a broad prospect in the future energy field. How to improve the utilization of biomass energy through efficient pyrolysis method and pyrolysis reactor is still the focus of the next step.Key words： biomass resources； fast pyrolysis； bio-oil随着化石能源的消耗殆尽及环境的日益恶化，能源问题有可能成为未来人类社会的潜在危机。

生物质热裂解生物油性质的研究进展摘要：生物质热裂解生物油是生物质在隔绝空气的条件下，快速加热裂解，裂解蒸汽经快速冷却制得的棕褐色液体产物。

生物油的物理化学性质显示了其在商业上的应用潜力，已引起了国内外的广泛关注。

为此，从组成成分、含水量、含氧量、固体颗粒、灰分、酸性、腐蚀性和粘度等方面详细叙述了生物油的物理化学性质，提出了应用生物油的发展方向和推广应用生物油必须解决的问题。

引言随着经济的不断增长，人们对能源的需求越来越大。

据统计，按照2003年的开采量计算，地球上蕴藏的煤、石油、天然气等化石能源将分别在192年、41年和67年内耗竭，而且化石燃料的长期使用，对环境造成严重的负面影响，引起了温室效应和环境污染等问题。

因此，开发可替代化石燃料的环境友好型可再生能源已成为当今世界研究的热点。

生物质能作为众多可再生能源中的一种，在利用中具有SO2和NOX产出少及CO2零排放的优点。

据统计，世界每年生物质产量约1460亿t，占世界能源总能耗的14%，其中发达国家占3%，发展中国家占43%，是当今世界第4大能源。

无论从环境还是从资源方面考虑，研究生物质能源转化与利用都是一项迫在眉睫的重大课题。

生物质热裂解被认为是生物质能源转化技术中一项最具有广阔发展前景的前沿技术，是指生物质在完全没有氧或缺氧条件下，最终生成液体产物、木炭和可燃气体的过程。

3种产物的产量和比例取决于生物质热裂解工艺条件及反应参数（温度、加热速率、气相停留时间和流化风速）。

生物质快速热裂解技术是高效率的生物质热裂解油转化技术，是在隔绝空气或少量空气、常压、中温（500°～650℃）、高加热速率（104～105℃/s）和极短气体停留时间（小于2s）的条件下，将生物质直接热裂解，产物经快速冷却，可使中间液体产物分子在进一步断裂生成气体之前冷凝，从而得到高产量的生物质液体油，其产率可达（60～95）wt%。

生物质热裂解产生的液体油是一种深褐色的能够自由流动的黏性化合物，通常被称为生物油，也称为热裂解油、热裂解液体、生物原油或生物质热解油等。

生物质热解气冷凝及生物油燃烧的实验研究与数值模拟1.引言生物质是指来源于植物和动物的有机物质，包括木材、秸秆、麦秸、稻秸、麻杆等农业废弃物，以及甘蔗渣、木材加工废弃物、芦苇、水草、粪便等。

生物质资源在可持续发展和环境保护方面具有重要意义。

与传统的煤炭、石油等化石能源相比，生物质资源具有广泛的来源、资源丰富、环保和可再生等优点，因此备受关注。

在生物质能源的综合利用中，生物质热解气冷凝及生物油燃烧技术是目前研究的热点之一。

生物质热解气冷凝是指将生物质原料进行热解处理，获得生物质气体和生物质焦油等产品，其中利用气冷凝技术将生物质气体中的水汽凝结成液态水。

生物油燃烧则是将生物质热解得到的生物油产品进行高效燃烧，用作能源供热等用途。

本文将对生物质热解气冷凝及生物油燃烧的相关实验研究和数值模拟进行全面评估，并探讨其应用前景。

2.实验研究进展生物质热解气冷凝及生物油燃烧技术的实验研究已经取得了一定进展。

在生物质热解气冷凝方面，研究人员通过对不同生物质原料和热解工艺参数的调节，获得了不同特性的生物质气体和生物质焦油产品。

利用气冷凝技术，可以有效降低生物质气体中的水汽含量，提高气体的热值和稳定性。

在生物油燃烧方面，研究人员开展了生物油的燃烧特性、稳定性和燃烧效率等方面的实验研究，为生物质能源的高效利用提供了技术支撑。

3.数值模拟应用除了实验研究，数值模拟在生物质热解气冷凝及生物油燃烧领域也发挥着重要作用。

通过建立生物质热解气冷凝和生物油燃烧的数值模型，可以对热解过程中的气体和液体产品特性进行预测和优化。

数值模拟还可以帮助研究人员理解生物质能源转化的机理和规律，为工程应用提供技术支持。

4.个人观点和展望从我个人对生物质热解气冷凝及生物油燃烧技术的理解来看，这些技术在生物质能源高效利用方面具有重要意义。

随着我国对清洁能源的需求不断增加，生物质能源作为一种可再生、环保的替代能源，将在未来得到更广泛的应用。

加强生物质热解气冷凝及生物油燃烧技术的研究和应用具有重要的现实意义和发展前景。

生物质热解制取生物油的研究进展摘要：文章介绍了国内外生物质热解的发展现状与趋势，概述了我国生物质热解制取生物油的潜力。

文章对生物质热解制取生物油进行了展望，并指出了生物质热解制取生物油的发展战略。

关键词：生物质热解生物油一、引言维持现代文明社会正常运转的主要能源来自石油、煤和天然气。

然而，这些化石燃料的广泛使用造成了严重环境污染和温室效应。

为了保护环境，实现温室气体减排，缓解能源供需的紧张状况，世界各国均在加紧开发包括生物质能在内的各种可再生能源。

我国农林废弃资源丰富，直接燃烧对环境污染大。

利用生物质热解技术原理可以将麦秸秆、玉米杆、谷壳等废气生物质转化为生物油。

生物油是一种褐色液体，热值约为15MJ/kg，能够用于工业锅炉或窑炉燃烧供热，也可用于涡轮机或透平中燃烧发电。

生物油经过品质提升后（如催化加氢、催化裂解和气化-费托合成），可以转化为汽油或柴油。

该文主要对生物质热解液化研究进展进行介绍，综述了这类可再生资源的利用现状、潜力及今后发展的方向。

二、国内外生物质热解研究现状20 世纪70年代的石油危机，世界各国纷纷寻求可替代化石能源的可再生能源，“生物质”渐渐引起人们的注意，因此对生物质的研究由此开始，尤其是对生物质热解的研究更是引起广大研究者的重视。

上世纪80年代早期，北美首先开展了热解技术的研究工作。

此后，世界各国先后建立了多种热解装置和相关工艺路线，力图实现热解技术的产业化。

生物质快速热解技术是生物质利用的重要途径，许多研究者用闪解来增加热解的液体产物和气体产物。

任铮伟等[1]在最大进料速率为5kg/h的快速裂解流化床内进行了快速热解生物质制取液体燃料的研究。

反应在常压和420～525℃温度范围内进行，以木屑为原料，CO2 为流化气，石英沙为传热介质，最大液体质量产率达到70%。

戴先文等[2]以木屑为原料，氮气为流化气，采用石英沙作为传热介质，在循环流化床中进行快速热解实验。

当温度为550℃，木屑粒径0.38mm，停留时间0.8s时，液体质量产率为63%。

生物质热解制备生物油品质实验报告一、实验背景随着全球能源需求的不断增长以及对环境保护的日益重视，寻找可再生和清洁能源已成为当务之急。

生物质作为一种丰富的可再生资源，其热解转化为生物油的技术受到了广泛关注。

通过热解过程，可以将生物质转化为具有潜在能源价值的生物油，但生物油的品质对于其实际应用至关重要。

本实验旨在研究生物质热解制备生物油的品质特性。

二、实验目的1、分析不同生物质原料在热解过程中产生的生物油的化学成分和物理性质。

2、评估热解条件（如温度、反应时间、升温速率等）对生物油品质的影响。

3、确定优化的热解工艺参数，以提高生物油的品质和产量。

三、实验材料与设备1、生物质原料选取了常见的生物质材料，如木屑、秸秆和稻壳。

对原料进行预处理，包括干燥、粉碎和筛分，以确保其粒度均匀。

2、实验设备热解反应炉：采用固定床式热解炉，能够精确控制温度和反应时间。

冷凝器：用于冷却热解产生的气体，使其凝结为液体生物油。

气体收集装置：收集热解过程中产生的不可冷凝气体。

分析仪器：气相色谱质谱联用仪（GCMS）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、元素分析仪、粘度计、密度计等。

四、实验方法1、热解实验将预处理后的生物质原料装入热解反应炉中，按照设定的热解条件进行实验。

控制温度在 400-600℃之间，反应时间为 30-90 分钟，升温速率为5-15℃／min。

2、生物油收集与处理热解产生的气体经过冷凝器冷却后，收集得到生物油。

对生物油进行过滤，去除其中的固体杂质。

3、品质分析使用 GCMS 分析生物油中的有机成分，确定其主要化合物种类和含量。

通过 FTIR 分析生物油中的官能团结构。

利用元素分析仪测定生物油中的碳、氢、氧、氮等元素含量。

使用粘度计和密度计测量生物油的粘度和密度。

五、实验结果与讨论1、化学成分分析不同生物质原料热解得到的生物油化学成分存在差异。

木屑热解生物油中主要含有酚类、醛类和酮类化合物；秸秆热解生物油中含有较多的酸类和酯类化合物；稻壳热解生物油中则以醇类和呋喃类化合物为主。

生物质制备生物液化油实验报告一、实验背景随着全球能源需求的不断增长以及传统化石能源的逐渐枯竭和环境问题的日益严峻，寻找可再生、清洁的替代能源成为了当今世界能源领域的重要研究方向。

生物质作为一种丰富的可再生资源，具有转化为液体燃料的潜力。

生物液化油是通过热化学转化等方法将生物质转化得到的一种液体产物，具有较高的能量密度和潜在的应用价值。

二、实验目的本实验旨在研究生物质制备生物液化油的可行性和优化工艺条件，以提高生物液化油的产率和质量，并对其性质进行分析和评估。

三、实验材料与设备（一）实验材料1、生物质原料：选用了玉米秸秆、木屑和稻壳等常见的生物质废弃物。

2、催化剂：选用了碳酸钠和碳酸钾等碱性催化剂。

（二）实验设备1、热解反应釜：能够承受高温高压的不锈钢反应釜。

2、冷凝器：用于冷却热解产生的气体，使其液化。

3、气体收集装置：用于收集热解过程中产生的不凝性气体。

4、分析仪器：包括气相色谱仪（GC）、液相色谱仪（LC）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）等，用于对生物液化油的成分和性质进行分析。

四、实验方法（一）生物质预处理将玉米秸秆、木屑和稻壳等生物质原料进行粉碎、干燥处理，使其粒径在 2-5mm 之间，水分含量低于 10%。

（二）热解反应将预处理后的生物质原料与催化剂按照一定比例混合均匀后，装入热解反应釜中。

在氮气氛围下，以一定的升温速率将反应釜加热至设定温度（450-600℃），并保持一定的反应时间（30-60min）。

（三）产物收集与分离热解反应结束后，迅速冷却反应釜。

热解产生的气体经过冷凝器冷却后，得到液体产物（生物液化油）和不凝性气体。

液体产物通过分液漏斗进行分离，得到生物液化油和水相。

（四）产物分析采用气相色谱仪（GC）分析生物液化油中的有机成分，包括烃类、醇类、醛类、酮类等。

采用液相色谱仪（LC）分析生物液化油中的水分含量和酸值。

采用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）分析生物液化油的官能团结构。

生物质液化技术的研究进展摘要：生物质液化包括生物化学法生产燃料乙醇和热化学法生产生物油，热化学法又可分为快速热解液化和加压液化。

着重介绍了目前达到工业示范规模的各种快速热解液化工艺，如旋转锥反应器、携带床反应器、循环流化床反应器、涡旋反应器、真空热解磨反应器等，以及处于实验室阶段的等离子体液化工艺，讨论了各工艺的特点及存在的主要问题，指出循环流化床工艺具有很高的加热和传热速率，且处理量可以达到较高的规模，是目前利用最多、液体产率最高的工艺。

生物质液化生产液体燃料在我国有着广阔的前景，建议加强纤维素生物酶法糖化发酵生产燃料乙醇工艺的开发以及热化学法生物油精制新工艺的开发，从而降低生产成本，提高与化石燃料的竞争力。

关键词：生物质；液化；热解；燃料我国一次能源消费量仅次于美国成为世界第二大能源消费国，然而2000年进口原油已达7000万t。

液体燃料的不足已严重威胁到我国的能源与经济安全，为此我国提出了大力开发新能源和可再生能源，优化能源结构的战略发展规划[1-2]。

生物质是惟一可以转化为液体燃料的可再生能源，将生物质转化为液体燃料不仅能够弥补化石燃料的不足，而且有助于保护生态环境。

生物质包括各种速生的能源植物、农业废弃物、林业废弃物、水生植物以及各种有机垃圾等。

我国生物质资源丰富，理论年产量为50亿t左右[3]，发展生物质液化替代化石燃料有巨大的资源潜力。

生物质能源化技术主要包括气化、直接燃烧发电、固化成型及液化等。

目前，前3种技术已经达到比较成熟的商业化阶段，而生物质的液化还处于研究、开发及示范阶段[4]。

从产物来分，生物质液化可分为制取液体燃料（乙醇和生物油等）和制取化学品。

由于制取化学品需要较为复杂的产品分离与提纯过程，技术要求高，且成本高，目前国内外还处于实验室研究阶段，有许多文献对热转化及催化转化精制化学品的反应条件、催化剂、反应机理及精制方法等进行了详细报道[4-8]，笔者将主要介绍生物质液化制取液体燃料的技术与研究进展。

生物质快速热解液化工艺研究进展隋倩倩;杨忠连;汪娟;刘少敏;王君;陈明强【摘要】对近期国内外快速热解液化工艺研究进展进行了回顾.分别对生物质原料、反应器类型、生物质炭与灰分的分离、热解产物收集以及生物油产品特性等方面的研究进行了论述和分析,指出了生物质快速热解液化的研究方向.%The recent research progress of fast pyrolysis liquefaction process was reviewed. The advance on biomass raw material, reactor type, separation of biomass char and ash, pyrolysis product collection and bio-oil properties were statedand analyzed, respectively. The research trend of fast pyrolysis liquefaction was put forward.【期刊名称】《化学与生物工程》【年(卷),期】2012(029)003【总页数】5页(P1-5)【关键词】快速热解液化;热裂解反应器;生物油;生物质炭;灰分;冷凝【作者】隋倩倩;杨忠连;汪娟;刘少敏;王君;陈明强【作者单位】安徽理工大学化学工程学院,安徽淮南232001;安徽理工大学化学工程学院,安徽淮南232001;安徽理工大学化学工程学院,安徽淮南232001;安徽理工大学化学工程学院,安徽淮南232001;安徽理工大学化学工程学院,安徽淮南232001;安徽理工大学化学工程学院,安徽淮南232001【正文语种】中文【中图分类】TQ91;TK6能源是人类生存与发展的前提和基础。

石油、煤炭等能源由于自身的有限性必定会枯竭，且大量燃烧化石燃料所排放的有害物质严重污染环境。

面对能源和环境的双重压力，生物质能因其自身具有可再生性、低污染性以及高产量性等优点越来越受到人们的重视。

生物质热解技术制备生物油研究现状及展望发表时间：2019-07-31T11:58:43.823Z 来源：《科学与技术》2019年第05期作者：陈峰[导读] 对生物质热解技术的发展现状进行全方位的分析，并探索其在我国当前社会行业环境中的应用空间。

中山百灵生物技术有限公司广东中山 528437摘要：随着我国国民经济的不断发展，煤炭、石油等不可再生资源的开发程度也在不断增加，给我国带来了较大的压力。

而生物质能源是一种非常重要的可再生资源，如果能够得到深入全面的开发，就能够较好的进行能源替代，解决当前我国社会环境中所产生的能源危机，避免传统能源使用过程中出现的环境污染。

本文先阐述了生物质热解技术的相关内容，接着从热催化剂和生物质热解反应器两个方面来展示了当前这项技术在制备生物油方面的具体现状，最后还对这项技术的未来发展进行了展望。

关键词：生物质；生物油；热解技术；热催化剂在过去我国经济的发展中，很多行业都处于粗放式运作模式，使得我国社会产业的发展都对生态环境带来了较为显著的破坏。

目前我国已经充分认识到了这种经济发展模式所带来的危害与弊端，并寻求一种绿色高效的经济发展新模式。

而生物质热解技术就是符合这种发展模式的重要方法，同时也能够对当前的农业废弃物和各类生物垃圾进行综合处理，最终将其转化为有用的生物油。

在这种情况下，就有必要对生物质热解技术的发展现状进行全方位的分析，并探索其在我国当前社会行业环境中的应用空间。

一、生物质热解技术的相关概述生物质热解技术主要是指将农林废弃物以及其他有机物垃圾，在无氧或者缺氧环境中进行热分解，组中能够生成生物油、木炭、不可冷凝气体等物质。

在具体反应过程中，最终生成物质的比例主要取决于所使用的工艺内容和外部温度条件。

比如温度处于580℃以下的时候，最终生成的物质主要为木炭；温度处于650℃的时候，最终生成的物质主要为生物油；温度处于1100℃以上的时候，最终生成的物质主要为不可冷凝气体。