生物質(zhì)熱解與熱解油精制
- 期刊名字:中國粉體技術(shù)
- 文件大?。?/li>
- 論文作者:劉寶勇,郭貞,郭慶杰,陳爽,劉會娥
- 作者單位:中國石油大學(xué)(華東)化學(xué)化工學(xué)院
- 更新時間:2020-03-24
- 下載次數(shù):次
綜述生物質(zhì)熱解與熱解油精制劉寶勇,郭貞,郭慶杰,陳爽,劉會娥(中國石油大學(xué)(華東)化學(xué)化工學(xué)院重質(zhì)油國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 山東東營257061)摘要:生物質(zhì)是人類的第四大能源來源,同時也是綠色可再生資源。開采量的日益減少和人們對環(huán)境保護(hù)的日益關(guān)注,熱解是生物質(zhì)最重要的熱化學(xué)轉(zhuǎn)化方式,包括慢連熱解和快速熱解,生物質(zhì)作為一-種理想的綠色可再生能源來源得到了后者是目前研究的重點(diǎn),主要得到生物油產(chǎn)品。本文中介紹了熱解原世界各國的普遍重視。生物質(zhì)泛指綠色植物,而作為理和原料性質(zhì)、溫度、加熱速率、停留時間及礦物質(zhì)對熱解的影響,綜研究對象的生物質(zhì)--般包括木材及其加工廢料(如述了熱解反應(yīng)器的性能,并重點(diǎn)介紹了循環(huán)流化床和自由落下床兩種反應(yīng)器,討論了熱解催化劑和熱解油精制方式(包括催化加氫和催化木屑)、農(nóng)作物及其廢料(如秸稈、花生殼、谷糠、稻殼裂解),最后預(yù)測了生物質(zhì)熱解研究的發(fā)展趨勢。和甘蔗渣)和城市固體垃圾等。生物質(zhì)-直是人類賴關(guān)鍵詞:生物質(zhì);熱解;生物油;精制以生存的重要能源來源,僅次于煤、石油和天然氣而中團(tuán)分類號:TK6,Q81文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A居于世界能源消費(fèi)總量的第四位。在世界能耗中,生文章編號:1008-5548(2007)03-0039-05物質(zhì)能約占14% ,在發(fā)展中國家平均占35%,其中很Pyrolysis of Biomass and Upgrading of多國家總能源的90%以上由生物質(zhì)提供"。生物質(zhì)分布廣泛,其優(yōu)點(diǎn)是揮發(fā)分高、灰分低硫和氮含量低、Bio-oil燃燒時對環(huán)境污染小。開發(fā)利用生物質(zhì)的途徑主要有熱化學(xué)法、生物L(fēng)IU Bao-yong, GUO Zhen, GUO Qing-jie ,化學(xué)法、化學(xué)法和機(jī)械萃取法等。生物質(zhì)的熱化學(xué)轉(zhuǎn)CHEN Shuang ,LIU Huie(State Key Laboratory ofHeavy Oil Processing. School of Chemistry and化技術(shù)已經(jīng)成為世界各國開發(fā)利用生物質(zhì)的重點(diǎn)研Chemical Enginering.China University ofPetrolecum,Dongying究方向。在生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化方式中熱解是最重要257061 , China)的方法。熱解與其他熱化學(xué)方法相比優(yōu)勢在于:在中溫和常壓下生產(chǎn),工藝簡單,成本低,裝置容易小型Abstract: Biomass is the fourth largest source of cenergy for human be-化。主要產(chǎn)品的比例可以通過控制反應(yīng)參數(shù)(如溫ing, and is a green renewable resource also. It is very important to devel-度加熱速率、活性氣體和加熱時間)來控制。通常按op and utilize biomass. Pyrolysis including slow pyrolysis and fast pyrol-ysis is one of the most important approaches of biomass thermochemical溫度、加熱速率、固體停留時間(反應(yīng)時間)和顆粒大conversion. Fast pyrolysis aiming to gain tar is the focus of current re-小等實(shí)驗(yàn)條件,可將熱解分為慢速熱解和快速熱解。search. Principle of pyolysis was presented in detail. The efets of prop-慢速熱解和快速熱解的主要差別見表1。此外,溫度ertiesof fed, temperature, heating rate, residence time and mineral高于700 C的快速熱解主要得到氣體產(chǎn)品。由于生matter on pyrolysis process were discussed. The charateristics of circu-物油具有易存儲、易運(yùn)輸和能提供有價值的化工原lating fluidized beds and free fall reactors (typical pyrolysis Treactors)were described In addition, pyrolysis catalysts and upgrading methods of料等諸多優(yōu)點(diǎn),所以以最大限度得到生物油為目的bio-oil which include catalytic hydrotreatment and catalytic cracking的快速熱解是目前研究的重點(diǎn)。were discussed. The new development ofbiomass pyrolysis was predicted.Key words: biomas; pyrolysis; bio-oil; upgrading2熱解原理隨著煤、石油和天然氣等不可再生化石燃料可生物質(zhì)熱解是指在隔絕空氣或通人少量空氣或收稿日期:2006- _09 21,修回日期:2006-12-04。蒸氣條件下,生物質(zhì)大分子的化學(xué)鍵發(fā)生斷裂形成項(xiàng)目編號:教育部科學(xué)技術(shù)重點(diǎn)項(xiàng)目,編號:105106;山東省科技攻關(guān)表!慢速熱解和快連 熱解的主要差別重點(diǎn)項(xiàng)目,編號:2004GG2207015。熱解類型熱解溫度/所C升溫速率/C.st停 留時間主要產(chǎn)物.第一作者簡介:劉寶勇(1981- ),男,碩土研究生。E-mail:lu81919@慢速熱解<400<10從幾分鐘到幾天焦炭yahoo.com. cn。通訊聯(lián)系人:郭慶杰(1967-),男,博士,教授,博士生導(dǎo)快速熱解500-60010-104Is以內(nèi)生物油師。電話:0546-8396753 ,E-mai: qjguo@mil.dpu edu.cn。綜述過程。生物質(zhì)主要由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素組粒徑影響熱解過程的反應(yīng)機(jī)制。當(dāng)粒徑小于成,它們的熱解速率,機(jī)理和路徑各不相同。半纖維1 mm時,熱解過程為反應(yīng)動力學(xué)控制;當(dāng)粒徑大于素最不穩(wěn)定,在225~325 C分解;纖維素分解溫度1mm時,熱解過程為傳熱和傳質(zhì)控制2。譚文英等(較窄,在300~375C分解;木質(zhì)素結(jié)構(gòu)最復(fù)雜,表現(xiàn)發(fā)現(xiàn),在升溫速率--定時,平均熱解速率隨原料顆粒出很明顯的熱穩(wěn)定性,在250~5009C分解,在310~尺寸的增大趨于減小;高升溫速率時,其減小程度大420 C分解最快。纖維素和半纖維素主要產(chǎn)生揮發(fā)于低升溫速率時。 在升溫速率相同時,顆粒尺寸增性物質(zhì),木質(zhì)素主要產(chǎn)生炭。大,最大失重速度點(diǎn)對應(yīng)的溫度趨于增大,且升溫速生物質(zhì)熱解過程主要經(jīng)歷3個階段,即脫水、揮率越高,增大越明顯。發(fā)物質(zhì)的分解析出和炭化。其具體過程是P:熱量傳3.2 溫度遞到顆粒表面,并由表面?zhèn)鬟f到顆粒內(nèi)部;由外至內(nèi)在生物質(zhì)熱解過程中,溫度是一個很重要的影進(jìn)行熱解,產(chǎn)生揮發(fā)分和炭,揮發(fā)分中可凝氣體冷凝響因素 ,它對熱解產(chǎn)物分布、組分、產(chǎn)率和熱解氣熱得到一-次生物油。在多孔生物質(zhì)顆粒內(nèi)部的揮發(fā)分值等都有很大的影響。反應(yīng)溫度提高揮發(fā)分的析出將進(jìn)一步裂解,形成不可冷凝氣體和二次生物油。同量顯著提高。隨著熱解溫度的升高,焦炭收率減少,時,離開顆粒的揮發(fā)分在穿越周圍的氣相組分時發(fā)但焦炭中的碳和固定碳含量增加,這使焦炭的熱值生二次裂解。熱解的一般工藝流程見圖1。增加可。熱解溫度在500C以下時,生物油產(chǎn)率隨溫原料度升高而增加;在500~600C之間時,生物油產(chǎn)率達(dá)碾碎●王凰份的冷凝器到最大;熱解溫度超過600C以后,生物油產(chǎn)率隨溫反應(yīng)器生物油度的升高而減少,氣體產(chǎn)率增加,半焦產(chǎn)率下降間。3.3加熱速率低加熱速率有利于焦炭的生成,高加熱速率利圖1熱解工藝流程圄于生物油的生成。提高加熱速率,物料顆粒能更快達(dá)到熱解溫度,有利于發(fā)生熱解反應(yīng)。但也會使顆粒之3影響熱解的參數(shù)間反應(yīng)不充分,使在相當(dāng)高的溫度下熱解仍然進(jìn)行。影響生物質(zhì)熱解過程的因素是多方面的,原料通過熱重分析可以發(fā)現(xiàn)":提高加熱速率,最大失重性質(zhì)(組成和尺寸)操作條件(溫度、加熱速率停留.率也增加,差熱主峰向低溫區(qū)移動;低的加熱速率時間和壓力)和反應(yīng)器形式都會影響熱解過程和產(chǎn)時,生物質(zhì)顆粒內(nèi)質(zhì)量和熱量傳遞的阻力較大,而提品性質(zhì)。低溫、高加熱速率和短氣體停留時間可以得高加熱速率,則有利于促進(jìn)質(zhì)量和熱量傳遞,提高轉(zhuǎn)到多的液體產(chǎn)品,低溫和低加熱速率可以得到多的化率;最終熱解溫度也受到加熱速率的影響,活化能焦炭,高溫、低加熱速率和長氣體停留時間可以得到隨著加熱速率的提高,先增加后減少。3.4停 留時間多的燃料氣體。同一溫度下,停留時間增加,揮發(fā)分的析出量也.1 原料性質(zhì)(組成和尺寸)生物質(zhì)種類、組成、粒徑等性質(zhì)顯著影響生物質(zhì)增加,直到揮發(fā)完全為止。在一-定溫度下,隨著揮發(fā)分停留時間的增加,熱解油收率降低,而氣體和焦炭的熱解行為和產(chǎn)物分布。生物質(zhì)組成結(jié)構(gòu)相近,都是由相似的結(jié)構(gòu)單元收率增加。為盡量得到液體產(chǎn)品,需要盡量減少揮發(fā)通過各種橋鍵(如一0-、- CH2- 等)連接而成,這些分的停留時間,以便除去一次熱解產(chǎn)生的氣體,從而基本的結(jié)構(gòu)單元中具有較少的綜合芳香環(huán)數(shù)、較多抑制二次熱解反應(yīng)的發(fā)生。在溫度和加熱速率一定的脂肪烴結(jié)構(gòu)以及更多數(shù)量及種類的含氧官能團(tuán)。的條件下,固相停留時間越短,產(chǎn)物中氣體所占比例生物質(zhì)中H/C原子比較高,熱解中有利于氣態(tài)烷烴越多,而固體所占比例越少。3.5礦物質(zhì)或輕質(zhì)芳烴的生成;而0/C原子比高,表明含有氧橋進(jìn)料性質(zhì)的不同對生物質(zhì)熱解有著顯著的影鍵(- -0-)的各種基團(tuán)容易斷裂形成氣態(tài)揮發(fā)性產(chǎn)響,礦物質(zhì)含量是其中的一個重要影響因素。不同生物叫。生物質(zhì)中揮發(fā)分含量高,則炭產(chǎn)率低。熱解產(chǎn)物物質(zhì)礦物質(zhì)含量不同,生物質(zhì)包含的礦物質(zhì)元素主的分布也受到水含量的影響。綜述要有Si、Ca、K、Na和Mg等,同時含有少量的S、惰性顆粒,如砂子等,使其與生物質(zhì)構(gòu)成雙組分混合P、Fe、Mn、AI等閣。生物質(zhì)中礦物質(zhì)含量會影響生物,這樣可實(shí)現(xiàn)正常流化。郭慶杰等4研究發(fā)現(xiàn),形狀物質(zhì)的熱解特性、產(chǎn)品分布及產(chǎn)品性質(zhì)。楊昌炎等例規(guī)則生物質(zhì)與惰性顆粒混合物最小流化速度可由研究了礦物質(zhì)含量對生物質(zhì)熱解的影響,發(fā)現(xiàn)礦物Chiba公式預(yù)測,而形狀不規(guī)則生物質(zhì)與惰性顆粒混質(zhì)含量增加,使揮發(fā)分減少,熱解油收率降低,焦炭合物流化曲線相差較大,無法得到混合物最小流化和熱解氣增加,生物油中酸含量和低分子產(chǎn)物增加;速度經(jīng)驗(yàn)預(yù)測式。在生物質(zhì)和砂子雙組分體系中,兩金屬礦物質(zhì)存在,會使熱解反應(yīng)活化能降低,從而使者的粒徑、密度和質(zhì)量都會影響最小流化速度。RAO熱解溫度降低,熱解油最大產(chǎn)率的對應(yīng)溫度也降低。等叫研究了稻殼、鋸末和花生殼粉末與砂子雙組分體系,并得出了混合物最小流化速度公式,該公式適用4熱解反應(yīng)器于雷諾數(shù)小于20及生物質(zhì)含量小于15%的情況,混合物最小流化速度隨生物質(zhì)顆粒粒徑的增大而增反應(yīng)器類型及其加熱方式的選擇是各種熱解技大。生物質(zhì)含量增加,則最小流化速度增加,但含量術(shù)路線的關(guān)鍵,在很大程度上決定產(chǎn)品的最終分布。達(dá)到一定比例后,混合物不能流化。適當(dāng)增加流化速常用的制取生物質(zhì)液體燃料的反應(yīng)器都具有加熱速度可以減輕床層分層。率快、反應(yīng)溫度適中和氣體停留時間短等特點(diǎn)。設(shè)計循環(huán)流化床由流化床和閉路循環(huán)系統(tǒng)組成,利和選用熱解裝置時需考慮很多因素,包括原料濕度、用氣固分離裝置將帶出顆粒回收后返回床層底部,顆粒大小、預(yù)處理、反應(yīng)器構(gòu)型,供熱、熱傳遞、加熱實(shí)現(xiàn)顆粒在裝置中的循環(huán)。LAPPAS等吧的中試循環(huán)速率反應(yīng)溫度、蒸氣停留時間、二次熱解、焦炭的分流化床裝置見圖2。裝置由不銹鋼制造,主要由垂直離、灰分的分離和液體收集等109。常見的生物質(zhì)熱解上升管反應(yīng)器、流化床再生反應(yīng)器、氣提塔和提升管裝置有:固定床、流化床燒蝕反應(yīng)器、循環(huán)流化床、組成。同時專門設(shè)計制造了螺旋加料系統(tǒng),包括漏斗旋轉(zhuǎn)錐反應(yīng)器、自由落下床反應(yīng)器和攜帶床反應(yīng)器和螺旋加料器。該裝置中使用一種無機(jī)催化材料來等。常見反應(yīng)器加熱方式!和特點(diǎn)見表2。影響傳熱和二次蒸氣相反應(yīng)。在此裝置上進(jìn)行了生循環(huán)流化床是最流行的熱解反應(yīng)器。其操作簡物質(zhì)的閃速熱解,液體收率為70%。便,可以通過調(diào)節(jié)顆粒的循環(huán)速率保持適宜的固相自由落下床反應(yīng)器是一種快速熱解反應(yīng)器,熱濃度和良好的氣固接觸狀況。同時,也能大范圍改變解原料在反應(yīng)器中自由落下時,靠吸收輻射熱而使固體停留時間,實(shí)現(xiàn)連續(xù)操作;生產(chǎn)能力大,溫度便溫度在很短時間內(nèi)升溫到很高的溫度(如800C或于控制,相對能耗少,投資少、維修費(fèi)用低,便于放1 000 C),并發(fā)生熱解5。自由落下床反應(yīng)器廣泛應(yīng)大。因此,在熱解研究中循環(huán)流化床應(yīng)用較多。用于實(shí)驗(yàn)室中研究煤的熱解和直接脫硫,設(shè)備簡單、利用循環(huán)流化床進(jìn)行生物質(zhì)熱解,需要解決生操作方便、產(chǎn)品易于分離。近年來有學(xué)者開始將自由物質(zhì)的流化問題。大部分生物質(zhì)形狀不規(guī)則,密度落下床反應(yīng)器應(yīng)用到生物質(zhì)的熱解研究中。小,含水量大,粒度差別大,顆粒之間容易搭橋、搭LI Shiguango等采用自由落下床反應(yīng)器(如圖接,一般無法正常流化。通常采用添加廉價的易流化3)通過生物質(zhì)的快速熱解制取富氫氣體。該裝置反表2常見熱解反應(yīng)器的加熱方式和特點(diǎn)反應(yīng)器類型加熱方式反應(yīng)器特點(diǎn)循環(huán)流化床床內(nèi)焦炭氣化加熱高傳熱速率,氣固接觸良好,連續(xù)生產(chǎn),放大容易。粒度要求小于6 mm。生物質(zhì)顆粒流態(tài)化困難,需要砂子加入砂子改善流化效果。流化床熱悄性氣體、部分內(nèi)部溫度和濃度均勻,傳熱和傳質(zhì)速率高,運(yùn)行簡單,結(jié)構(gòu)簡單,適宜放大。粒度要求小于2 mm。氣化、火管旋轉(zhuǎn)錐反應(yīng)器器壁加熱、熱砂通過離心力輸送生物質(zhì)和砂子,運(yùn)行時不需要載氣,體積小,結(jié)構(gòu)緊湊,效率高,速度快,但耗能高。自由落下床反應(yīng)器壁加熱原料在反應(yīng)器中自由降落,吸收輻射熱升溫?zé)峤?。設(shè)備簡單、操作方便、產(chǎn)品易于分離。燒蝕反應(yīng)器能處理大顆粒原料,設(shè)計緊湊,供熱存在問題。攜帶床反應(yīng)器焦炭燃燒、熱砂傳熱速率低,氣固混合效果差,粒度要求小于2 mm。綜述表3常見催化劑的催化效果催化劑種類催化效果堿金屬鹽和促進(jìn)焦炭和氣體產(chǎn)生,阻礙生物油的生成,但生物油堿土金屬鹽品質(zhì)提高;堿金屬鹽促進(jìn)裂變和歧化反應(yīng),堿土金屬鹽則顯著影響單糖碎片的重整和異構(gòu)化過程。105-能提高生物油品質(zhì),但降低生物油產(chǎn)率;使生物油分團(tuán)子量分布整體降低,且隨著催化劑溫度的升高進(jìn)-步ZSM-5降低; 催化劑溫度低時,生物油中的氧主要轉(zhuǎn)化為2分子篩HO, 催化劑溫度高時,主要轉(zhuǎn)化為co和CO:;催化熱解油中的芳香烴和多環(huán)芳香烴濃度隨催化劑溫度1-濕式流量計;2-氣相色譜:3-穩(wěn)定器;4- 洗氣器:5-產(chǎn)品罐;的提高而有所增加。6-氣提塔;7- -生物質(zhì)進(jìn)料容器;8-螺旋進(jìn)料器;9提升管線;10-上升管;11一再生器: 12-氣相色譜; 13-濕式流量計金屬氧化物對生物質(zhì)熱解制取富氫氣體有催化作用,其中Cr2O,的催化效果最好。圈2循環(huán)流化床裝置簡圄碳酸鹽對生物質(zhì)熱解制取窩氫氣體有催化作用好,而TiO2和HZSM-5提高一些生物質(zhì)的熱解溫'度。堿性催化劑Na,CO, ,NaOH和Na2SiO,降低最大0-14失重率,而NaCl和HZSM-5增加最大失重率,TiO2:對此沒有影響。鈉鹽催化劑促進(jìn)焦炭生成,進(jìn)而增強(qiáng)反應(yīng)放熱, TiO2和HZSM-5對反應(yīng)熱效應(yīng)影響不大。io6熱解油品的精制1-進(jìn)料;2-熱電偶;3一電子加熱器;4- -反應(yīng)器管;5- 焦炭收集器;6-金屬過濾器;7- 焦油收集器:8- -冷凝器;9 玻璃棉過濾 器;不同生物質(zhì)在不同的熱解條件下得到的生物油10-真空泵;11-氣體流量計;12-氣體收集袋;13-進(jìn)料器;性質(zhì)和組分差別很大。快速熱解雖然得到的生物油14-氮?dú)?15-氮?dú)鈹?shù)量多,但含氧量比慢速熱解要高。生物油中的含水圄3自由落下床反應(yīng)器簡圄應(yīng)管長1.8m,內(nèi)徑20mm,由3個電加熱器同時加量大、氧含量高、粘度大、穩(wěn)定性差、熱值低,限制了它的使用領(lǐng)域。因此,對熱解生物油進(jìn)行精制顯得尤熱,頂部采用螺旋進(jìn)料器。實(shí)驗(yàn)所得氣體產(chǎn)品中CO為重要。目前,對生物油的精制主要有催化加氫和催和H2的總收率在55%以上?;呀鈨煞N方法。熱解過程中形成的液體產(chǎn)品可以被分為兩相:5熱解催化劑水相和油相。ZHANG等2將油相在高壓釜中以1,2, .3,4-四氫化萘為供氫溶劑,以硫化的Co-Mo-P/y-在熱解過程中選擇使用合適的催化劑有利于提Al2O3(200目)為催化劑進(jìn)行催化加氫精制。研究發(fā)高產(chǎn)品的選擇性和產(chǎn)品質(zhì)量。催化劑的種類、加入量現(xiàn),轉(zhuǎn)化率和精制油收率隨溫度的升高而增加,但增都會對產(chǎn)物產(chǎn)率、分布和組分產(chǎn)生影響。應(yīng)用到熱解加到一定值之后,變化不再明顯。氣體收率隨溫度升過程的催化劑主要有金屬氧化物、金屬鹽和分子篩高而穩(wěn)定增加,焦炭收率隨溫度升高急劇降低,在溫催化劑等,不同催化劑的催化效果不同。常見催化劑度達(dá)到360 C以后,隨溫度的提高變化很少。最佳的的催化效果見表317-1反應(yīng)條件是溫度維持在360C左右,反應(yīng)時間不超過加入催化劑后,目的產(chǎn)物的收率隨催化劑加入表4催化加氫和催化裂解的操作條件和特點(diǎn)量的增加而增加,但達(dá)到一定 量之后繼續(xù)加入,影響精制類型操作條件特點(diǎn)不再明顯。不同催化劑對熱解過程產(chǎn)生不同的影響。高壓(10~20 MPa),有氫成本高 ,操作中常由于結(jié)焦WANG等剛研究了6種無機(jī)化合物的催化作用。催化加氫氣(由供氫溶劑提供)和而發(fā)生反應(yīng) 器堵塞和催化催化劑存在。劑嚴(yán)重失活等問題。Na,CO3、NaOH、Na2SiO,和NaCl等鈉鹽降低生物質(zhì)成本低熱化學(xué)方式,結(jié)焦熱解溫度,并且鈉鹽堿性越強(qiáng),溫度降低的效果越催化裂解中溫常壓,有催化劑存在率高,得到的燃料品質(zhì)低。綜述30min,冷氫壓控制在2MPa。熱解油與精制油差別同米鐵,陳漢平,高斌,等生物質(zhì)的流化床熱解實(shí)驗(yàn)研究[].華中科顯著,前者可溶于甲醇,而后者是油溶性的。技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2005, 33(9): 71-74.在催化裂解過程中,催化劑于中溫、常壓下通過[7] HAYKIRI-ACMA H, YAMAN s, KUCUKBAYRAK s. Efet ofheating rate on the pyrolysis yields of rapesced[D]. Renewable Ener-熱化學(xué)方法將熱解油大分子裂解為小分子。將氧元gy, 2006,31(6):803-810.素以CO、CO2和H2O的形式脫除,最終將熱解油轉(zhuǎn)[8] RAVEENDRAN K, GANESH A. KHILART K C. Infuence of min-化為可直接利用的液體燃料。催化裂解均采用酸性eral matter on biomass pyrolysis characteristics[J. Fuel, 1995,74催化劑,其中HZSM--5分子篩是催化裂解精制生物(12):1812-1822.油最常用的催化劑,另外還有Y型分子篩和磷酸鋁[9]楊昌炎,姚建中,林偉剛,等.礦物質(zhì)對生物質(zhì)熱解的影響及其解決方案[].化學(xué)與生物工程.2005, (10): 17-19.類分子篩等催化劑。HZSM--5分子篩的酸性位具有[10] BRIDGWATER A V. Principles and practice of biomass fast pyroly-催化活性,能促進(jìn)生物油組分的脫氧脫羧基和脫羰sis processes for liquids[J]. Journal of Analytical and Applied Pyroly-基,同時生物油也發(fā)生裂解、低聚、烷基化、異構(gòu)化、sis, 19999 51(1-2): 3-22.環(huán)化和芳構(gòu)化等副反應(yīng)凹。溫度催化劑粒度、質(zhì)量空[1] BRIDGWATER A v, MEIER D, RADLEIN D. An overvew offast pyrolysis ofbiomass []. Organic Geochemistry, 1999 ,30 (12):速和溶劑都會影響精制油的收率。郭曉亞等叫使用1480-1483.HZSM- 5催化劑進(jìn)行生物油催化裂解精制,發(fā)現(xiàn)反[12]鄲慶杰,張錯,張濟(jì)宇,等.生物質(zhì)和惰性顆粒二組分混合物的最應(yīng)溫度不宜太高,以380C為最適宜溫度;催化劑粒小流化速度[].煤炭轉(zhuǎn)化,1999 221) :92-96.度小,利于反應(yīng)進(jìn)行;質(zhì)量空速對裂解反應(yīng)影響較[13] RAO T R, RAM BHEEMARASETTI J V. Minimum fluidization大,當(dāng)空速為3.7h-時最佳;加人溶劑后也會改善反velocities of mixtures of biomass and sands[] Energy, 2001 ,26(6):633-644.應(yīng)狀況。[14] LAPPAS A A, SAMOLADA M C, IATRIDIS D K, et al. Biomasspyrolysis in a circulating fluid bed reactor for the production of fuels7結(jié)語and chemicals[J]. Fuel,2002 ,81(16): 2087-2095.[15]李世光,徐紹平.煤與生物質(zhì)的共熱解[].煤炭轉(zhuǎn)化, 2002. 25(1):我國生物質(zhì)資源豐富,開發(fā)生物質(zhì)熱解技術(shù)具7-12.有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。作為一種理想的綠色可再[16] LI Shi-guang, XU Shao-ping, LIU Shu-pin et al. Fast pyrolysis ofbiomass in free fall reactor for hydrogein. rich gas[]. Fuel Processing生能源,生物質(zhì)的高效工業(yè)化開發(fā)利用是- -個亟待Technology, 2004, 85(8-10): 1201-1211.解決的問題?;诂F(xiàn)有的研究成果,建議開展以下工[17]廖艷芬,王樹榮,駱仲怏,等.金屬離子催化生物質(zhì)熱裂解規(guī)律及作:(1)在實(shí)驗(yàn)和理論分析的基礎(chǔ)上開發(fā)高效快速熱其對產(chǎn)物的影響[].林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè)。2005 ,25(2): 25-30.解新技術(shù),開發(fā)新型高效反應(yīng)器,降低生物油成本;[18] WILLIAMS PT, NUGRANAD N. Comparison of products from thepyrolysis and catalytic pyrolysis of rice husks[J]. Energy ,000,25(6):(2)加大對生物油精制技術(shù)的研究,開發(fā)低成本、高效493-513.率的精制工藝路線;(3)拓展精制油產(chǎn)品的新用途,[19]張秀梅,陳冠益,孟祥梅,等.催化熱解生物質(zhì)制取富氫氣體的研制定產(chǎn)品生產(chǎn)和使用的標(biāo)準(zhǔn),鼓勵使用生物油。究I].燃料化學(xué)學(xué)報,2004, 32(4)446-448.[20] WANG Jun, ZHANG Ming xu, CHEN Ming-qiang, et al. Catalytic參考文獻(xiàn)(Reference):ffects of six inorganic compounds on pyrolysis of three kinds ofbiomas[J]. Thermochimica Acta, 2006 ,44: 10-114.[1] K0C0K M M, DEMIRBAS A. Biomass conversion processes[月][21] ZHANG Su-ping, YAN Yong-jie, LI Ting-chen,et al. Upgrading ofEnergy Conversion and Management, 1997 ,38(2): 151.liquid fuel ftom the pyrolysis of biomass[]. Bioresource Technolo-[2]吳創(chuàng)之.馬隆龍生物質(zhì)能現(xiàn)代化利用技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出gy, 2005, 96(5): 545-50.版社, 2003: 199-201.司]李水清,李愛民,嚴(yán)建華,等生物質(zhì)廢棄物在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)熱解研究一22 VTOLOA, BRESCB, SEGIANIMN, cal Calyie uprdingof pyrolytic oils over HZSM-5 zeolite: behaviour of the catalyst whenL.熱解條件對熱解產(chǎn)物分布的影響門]太陽能學(xué)報,2000,21(4):used in repeated upgrading-regenerating cycles[J]. Fuel,2001 ,80(1):33-340.[4]譚文英,王述洋,關(guān)曉平,等.白樺粒度對其熱解特性的影響[.東[23]郭曉亞顏涌捷,李庭琛,等生物質(zhì)裂解油催化裂解精制[].過程17北林業(yè)大學(xué)學(xué)報,2003, 31(2); 78-80.工程學(xué)報2003, 3(): 91-95.[5] DEMIRBAS A. Effect of temperature on pyrolysis products from fournut sells[JI, Jourmal of Analytical and Applied Pyrolysis, 2006,76(1-2):285-289.
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