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生物質(zhì)熱解液化制備生物油技術(shù)研究進(jìn)展
生物質(zhì)熱解液化制備生物油技術(shù)研究進(jìn)展路冉冉1,商輝1,李軍2(1.中國(guó)石油大學(xué)(北京)重質(zhì)油國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京102249;2.中國(guó)石油規(guī)劃總院,北京100083)摘要:介紹了國(guó)
路冉冉1,商輝1,李軍2
(1.中國(guó)石油大學(xué)(北京)重質(zhì)油國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京102249;2.中國(guó)石油規(guī)劃總院,北京100083)
摘要:介紹了國(guó)內(nèi)外生物質(zhì)熱解液化工藝、主要反應(yīng)器及其應(yīng)用現(xiàn)狀;簡(jiǎn)述了生物質(zhì)催化熱解、生物質(zhì)與煤共熱解液化、微波生物質(zhì)熱解、熱等離子體生物質(zhì)熱解幾種新型熱解工藝;并對(duì)目前生物質(zhì)熱解動(dòng)力學(xué)研究進(jìn)行了總結(jié);對(duì)未來生物質(zhì)熱解液化技術(shù)的研究進(jìn)行了展望。
能源是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人類賴以生存的基礎(chǔ),當(dāng)前社會(huì)的主要能源是化石能源,屬不可再生資源。
同時(shí),化石能源的迅速消耗造成生態(tài)環(huán)境不斷惡化,排放的溫室氣體導(dǎo)致全球氣候變化,嚴(yán)重威脅人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。從能源發(fā)展和環(huán)境保護(hù)角度來看,尋找一種新型可再生的清潔能源已迫在眉睫。生物質(zhì)能是以化學(xué)能形式儲(chǔ)存的太陽(yáng)能,具有分布廣泛、可再生和無(wú)污染等特點(diǎn),它的高效轉(zhuǎn)換和清潔利用受到廣泛重視。
但是從自然界直接獲得的生物質(zhì)能量密度低,直接利用有很多缺點(diǎn),如:燃燒效率低,需要尋求更為有效的方式加以利用。生物質(zhì)的利用技術(shù)主要包括生物轉(zhuǎn)化技術(shù)和熱化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù),熱化學(xué)轉(zhuǎn)化包括直接燃燒、氣化和熱解液化技術(shù),其中熱解液化技術(shù)將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成液體生物油加以利用,是開發(fā)利用生物質(zhì)能有效途徑之一。該技術(shù)所得油品基本上不含硫、氮和金屬成分,是一種綠色燃料,生產(chǎn)過程在常壓、中溫下進(jìn)行,工藝簡(jiǎn)單,裝置容易小型化,液體產(chǎn)品便于運(yùn)輸和存儲(chǔ)。因此,在生物質(zhì)轉(zhuǎn)化的高新技術(shù)中,生物質(zhì)熱解液化技術(shù)受到廣泛重視。
1生物質(zhì)熱解液化技術(shù)概述
生物質(zhì)熱解指生物質(zhì)在隔絕氧氣或有少量氧氣的條件下,采用高加熱速率、短產(chǎn)物停留時(shí)間及適中的裂解溫度,使生物質(zhì)中的有機(jī)高聚物分子迅速斷裂為短鏈分子,最終生成焦炭、生物油和不可凝氣體的過程。生物質(zhì)快速熱解技術(shù)將低品位的生物質(zhì)(熱值大約12~15MJ/kg)轉(zhuǎn)化成易儲(chǔ)存、易運(yùn)輸、能量密度高的燃料油(熱值高達(dá)20~22MJ/kg)。該技術(shù)具有明顯的優(yōu)點(diǎn):1)熱解產(chǎn)物為燃?xì)?、生物油和焦炭,并可根?jù)不同需要改變產(chǎn)物收率加以利用;2)環(huán)境污染小,生物質(zhì)在無(wú)氧或缺氧的條件下熱解時(shí),NOx、SOx等污染物排放少,且熱解煙氣中灰量??;3)生物質(zhì)中的重金屬等有害成分大部分被固定在焦炭中,可以從中回收金屬,進(jìn)一步減少環(huán)境污染;4)熱解可以處理不適于焚燒的生物質(zhì),如醫(yī)療垃圾等。
2生物質(zhì)熱解液化工藝
2.1工藝流程
生物質(zhì)熱解液化包括物料的干燥、粉碎、熱裂解、產(chǎn)物焦炭和灰分的分離、氣態(tài)生物油的冷卻及其收集。為了減少裂解原料中水分被帶到生物油中,需要對(duì)原料進(jìn)行干燥,一般要求物料的含水量在10%以下。為了達(dá)到很高的升溫速率,要求進(jìn)料顆粒要小于一定的尺寸,不同的反應(yīng)器對(duì)生物質(zhì)尺寸的要求也不同。熱裂解技術(shù)要求反應(yīng)器具有很高的加熱速率、熱傳遞速率、嚴(yán)格控制的溫度以及熱裂解揮發(fā)分的快速冷卻,這樣有利于增加生物油的產(chǎn)率?;曳至粼诮固恐校诙畏磻?yīng)中起催化作用,使產(chǎn)生的生物油不穩(wěn)定,必須予以分離。揮發(fā)分產(chǎn)生到冷凝的時(shí)間和溫度對(duì)液體產(chǎn)物的產(chǎn)量和組成有很大影響,停留時(shí)間越長(zhǎng),二次反應(yīng)的可能性越大,為保證生物油產(chǎn)率,需要迅速冷凝揮發(fā)產(chǎn)物。此外,熱解液化工藝的設(shè)計(jì)除需要保證反應(yīng)工藝的嚴(yán)格控制外,還應(yīng)在生物油收集過程中避免生物油中重組分的冷凝造成堵塞。
2.2反應(yīng)器
反應(yīng)器是生物質(zhì)快速熱解液化工藝技術(shù)的核心,反應(yīng)器的類型及其加熱方式的選擇在很大程度上決定了產(chǎn)物的最終分布,因此反應(yīng)器類型的選擇和加熱方式是各種技術(shù)路線的關(guān)鍵。目前國(guó)內(nèi)外達(dá)到工業(yè)示范規(guī)模的生物質(zhì)熱解液化反應(yīng)器主要有流化床、循環(huán)流化床、燒蝕、旋轉(zhuǎn)錐、引流床和真空移動(dòng)床反應(yīng)器等。
2.2.1流化床反應(yīng)器 流化床反應(yīng)器是利用反應(yīng)器底部的常規(guī)沸騰床物料燃燒獲得的熱量加熱砂子,加熱的砂子隨著高溫氣體進(jìn)入反應(yīng)器與生物質(zhì)混合并傳遞熱量給生物質(zhì),生物質(zhì)獲得熱量后發(fā)生熱裂解反應(yīng)。流化床反應(yīng)器設(shè)備小巧,具有較高的傳熱速率和一致的床層溫度,氣相停留時(shí)間短,防止熱解蒸氣的二次裂解,有利于提高生物油產(chǎn)量。Manuel等研究了在流化床反應(yīng)器中澳洲小桉樹的熱解情況,結(jié)果表明溫度在470~475e時(shí)生物油可以得到最大產(chǎn)率,進(jìn)料顆粒的大小會(huì)影響生物油的含氧量。Akwasi等研究了紫花苜蓿秸稈在流化床反應(yīng)器中快速熱解過程,得到的生物油含氧量較低,具有更高的燃燒值。劉榮厚等以榆木木屑為原料,在自制的流化床反應(yīng)器上,進(jìn)行了快速熱裂解主要工藝參數(shù)優(yōu)化試驗(yàn),對(duì)產(chǎn)生的生物油成分GC-MS分析表明,最優(yōu)工藝參數(shù)組合為熱裂解溫度500e、氣相滯留時(shí)間0.8s、物料粒徑0.180mm,此時(shí)生物油最大產(chǎn)率為46.3%。
2.2.2循環(huán)流化床反應(yīng)器 循環(huán)流化床反應(yīng)器同流化床反應(yīng)器一樣,具有高的傳熱速率和短暫的生物質(zhì)停留時(shí)間,是生物質(zhì)快速熱解液化反應(yīng)器的另一種理想選擇。加拿大國(guó)際能源轉(zhuǎn)換有限公司(RTI)建立的生物質(zhì)流化床熱解技術(shù)示范工程,美國(guó)可再生燃料技術(shù)生產(chǎn)商Ensyn公司已廣泛應(yīng)用循環(huán)流化床反應(yīng)器熱解生物質(zhì)生產(chǎn)生物油。Velden等模擬了循環(huán)流化床反應(yīng)器的快速熱解過程,結(jié)果表明最佳的反應(yīng)溫度為500~510e,生物油的產(chǎn)率可以達(dá)到60%~70%。
2.2.3燒蝕反應(yīng)器 燒蝕反應(yīng)器很多工作均由美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)和法國(guó)國(guó)家科研中心化學(xué)工程實(shí)驗(yàn)室(CNRS)公司完成。通過外界提供高壓,生物質(zhì)顆粒以相對(duì)于反應(yīng)器較高的速率(>1.2m/s)移動(dòng)并熱解,生物質(zhì)是由葉片壓入到金屬表面,此反應(yīng)器不受物料顆粒大小和傳熱速率的影響,但受加熱速率的制約。L?d?對(duì)燒蝕反應(yīng)器的性能進(jìn)行研究,從燒蝕厚度值、速度、產(chǎn)品等方面比較了接觸型和輻射型燒蝕反應(yīng)器,指出了各自的優(yōu)缺點(diǎn),利于進(jìn)一步提高反應(yīng)性能。Bridgwater對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了進(jìn)一步的優(yōu)化,使其可以應(yīng)用在更大規(guī)模的生產(chǎn)中。
2.2.4旋轉(zhuǎn)錐反應(yīng)器 旋轉(zhuǎn)錐反應(yīng)器是由荷蘭Twente大學(xué)發(fā)明研制,采用離心力來移動(dòng)生物質(zhì),生物質(zhì)顆粒與過量的惰性熱載體同時(shí)進(jìn)入旋轉(zhuǎn)錐反應(yīng)器的底部,當(dāng)生物質(zhì)顆粒和熱載體構(gòu)成的混合物沿著熾熱的錐壁螺旋向上傳送時(shí),生物質(zhì)與熱載體充分混合并快速熱解,而生成的焦炭和砂子被送入燃燒器中燃燒,從而使載體砂子得到一定預(yù)熱。L?d?等研究在627~710e的溫度條件下旋轉(zhuǎn)錐反應(yīng)器對(duì)不同原料的生物油產(chǎn)率,最佳的生物油產(chǎn)率為74%。李濱自主研制出了KR-200A型旋轉(zhuǎn)錐式生物質(zhì)閃速熱解液化制油新裝置,對(duì)4種生物質(zhì)進(jìn)行熱解液化實(shí)驗(yàn),生物質(zhì)的加工能力183.7kg/h,生物燃油的得率可達(dá)到75.3%,生物質(zhì)能量轉(zhuǎn)化率可達(dá)到75.7%,所得生物油用燃燒器噴燃,效果良好,可用作燃油鍋爐燃料。
2.3幾種新型熱解工藝
目前,為了提高生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化率和生物油的收率,研究者開發(fā)了幾種新型熱解工藝,包括催化熱解、生物質(zhì)與煤共熱解液化、微波生物質(zhì)熱解、熱等離子體生物質(zhì)熱解等。
2.3.1生物質(zhì)催化熱解 催化熱解是在循環(huán)流化床反應(yīng)器或固定床反應(yīng)器的基礎(chǔ)上結(jié)合一個(gè)催化反應(yīng)器,在催化劑的作用下,生物質(zhì)快速熱解形成高溫蒸氣。催化劑能夠降低生物質(zhì)熱解活化能,增加生物質(zhì)分子快速熱解過程中的斷裂部位,降低了焦炭形成幾率,增加了生物油產(chǎn)率。選擇合理的催化劑有利于提高生物油產(chǎn)率,是催化裂解反應(yīng)的重點(diǎn)和關(guān)鍵。催化劑種類繁多,其中沸石分子篩應(yīng)用較廣,但極易結(jié)焦,目前已開發(fā)出不少催化劑(如H-ZSM-5、ReUSY等)來降低其結(jié)焦率,提高生物油產(chǎn)率。
Chen等考察了8種無(wú)機(jī)添加劑(NaOH、Na2CO3、Na2SO3、NaCl、TiO2、H-ZSM-5、H3PO4、Fe2(SO4)3)對(duì)松木木屑熱解產(chǎn)品的影響,實(shí)驗(yàn)表明,反應(yīng)溫度480e時(shí),8種無(wú)機(jī)添加劑都明顯減少了氣體產(chǎn)物總量;H3PO4等降低CH4和CO2的產(chǎn)量,增加氫氣產(chǎn)量;4種鈉鹽都使乙縮醛含量增加。Adisak等研究了催化劑對(duì)木薯熱解反應(yīng)的影響,實(shí)驗(yàn)表明,分子篩、亞鉻酸銅等催化劑可以大大減少含氧的木質(zhì)素衍生物;ZSM-5、Criterion-534和A-lMSU-F增加了芳香化合物和酚類化合物含量;ZSM-5和AlMSU-F分子篩明顯增加甲酸和乙酸含量。
2.3.2生物質(zhì)與煤共熱解 液化生物質(zhì)與煤共熱解液化是利用生物質(zhì)的富氫將氫傳遞給煤分子使煤得到液化,生物質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了很大變化,研究表明煤與生物質(zhì)共液化對(duì)液體產(chǎn)品收率和產(chǎn)品性質(zhì)具有積極影響。白魯剛等進(jìn)行了煤與生物質(zhì)加氫共熱解液化試驗(yàn),同時(shí)選硫鐵化物為催化劑,有效降低共液化反應(yīng)的苛刻度,在300~400e能明顯提高生物質(zhì)轉(zhuǎn)化率和油品產(chǎn)率,反應(yīng)溫度350e時(shí),油品產(chǎn)率最高可增加18%。陳吟穎運(yùn)用固定床反應(yīng)器共熱解不同比例生物質(zhì)與煤的實(shí)驗(yàn)表明熱解過程中相互作用明顯,當(dāng)生物質(zhì)摻混比例為20%與褐煤共熱解時(shí),半焦產(chǎn)率為生物質(zhì)單獨(dú)熱解的2.1倍,焦油產(chǎn)率相應(yīng)降低;共熱解使氣體熱值增加,與褐煤共熱解時(shí),得到的共熱解氣熱值基本接近褐煤?jiǎn)为?dú)熱解氣的熱值,高于生物質(zhì)單獨(dú)熱解氣的熱值。
2.3.3微波生物質(zhì)熱解 生物質(zhì)的微波熱解是利用微波輻射在無(wú)氧或缺氧條件下切斷生物質(zhì)大分子中的化學(xué)鍵,使之轉(zhuǎn)變?yōu)檩^小分子的復(fù)雜化學(xué)過程,包含分子鍵斷裂、異構(gòu)化和小分子的聚合等反應(yīng),較常規(guī)加熱效率更高。2001年,Miura等研究了纖維素材料和木塊的微波熱解,得出焦油的主要成分是左旋葡聚糖,纖維素含量越高的原料產(chǎn)生的左旋葡聚糖越多;證明了微波加熱較常規(guī)加熱二次反應(yīng)少,有利于生物油產(chǎn)量增加。商輝等利用微波熱裂解的方法將木屑轉(zhuǎn)化為生物油,研究發(fā)現(xiàn)單模諧振腔比多模諧振腔更有助于生物質(zhì)的快速熱解;孔隙中的水分是微波熱解生物質(zhì)的主要因素,可以提高加熱速率;生物質(zhì)熱解在微波加熱與傳統(tǒng)加熱下的最大差別在于前者是由里及外的加熱,可以減少二次反應(yīng)的發(fā)生,提高生物油的收率和質(zhì)量。微波加熱與催化劑同時(shí)使用,可以相互促進(jìn)提高產(chǎn)物選擇性和加快反應(yīng)進(jìn)行,Wan等研究了在微波熱解玉米秸稈和山楊木過程中幾種無(wú)機(jī)催化劑對(duì)產(chǎn)物選擇性的影響,實(shí)驗(yàn)表明KAc等抑制了氣體和焦炭的產(chǎn)生,顯著提高了生物油的產(chǎn)量;催化劑作為熱點(diǎn)吸收微波,進(jìn)一步加速了反應(yīng)的進(jìn)行。
2.3.4熱等離子體生物質(zhì)熱解 等離子體加熱具有溫度調(diào)節(jié)容易、射流速率可調(diào)的優(yōu)點(diǎn),特別適用深入研究生物質(zhì)快速熱解液化的技術(shù)參數(shù)。易維明等利用等離子體射流技術(shù)進(jìn)行快速熱解液化玉米秸稈粉的初步試驗(yàn),在出口溫度為400~430e時(shí)得到生物油收率為50%;對(duì)生物油成分分析,乙酸絕對(duì)含量高達(dá)26%。李志合等設(shè)計(jì)了一種以等離子體為主加熱熱源,同時(shí)配合熱電阻絲保溫的新型流化床反應(yīng)器。對(duì)玉米秸稈粉末的熱解實(shí)驗(yàn)表明,生物油產(chǎn)率隨溫度升高先增大后減小,在477e左右液體產(chǎn)率最高。修雙寧等利用等離子體加熱生物質(zhì)快速熱解玉米秸稈粉末,對(duì)熱解動(dòng)力學(xué)研究,實(shí)驗(yàn)值和模型計(jì)算預(yù)測(cè)值有很好的吻合性,所得的模型和相應(yīng)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)具有廣泛適用性。
3生物質(zhì)熱解液化動(dòng)力學(xué)研究
生物質(zhì)熱解液化動(dòng)力學(xué)主要研究熱解反應(yīng)過程中溫度、升溫速率、反應(yīng)時(shí)間等參數(shù)與物料轉(zhuǎn)化率之間的關(guān)系,通過動(dòng)力學(xué)分析可深入了解反應(yīng)機(jī)理,預(yù)測(cè)反應(yīng)速率,以及反應(yīng)進(jìn)行的難易程度。溫度是一個(gè)重要的影響因素,它對(duì)產(chǎn)物組分含量、產(chǎn)率等都有很大的影響。升溫速率一般對(duì)熱解有正反兩方面的影響,升溫速率增加,物料顆粒達(dá)到熱解所需溫度的響應(yīng)時(shí)間變短,有利于熱解;但同時(shí)顆粒內(nèi)外的溫差變大,由于傳熱滯后效應(yīng)會(huì)影響內(nèi)部熱解的進(jìn)行。除以上幾個(gè)主要影響因素外,在熱解過程中,反應(yīng)壓力、生物質(zhì)種類、粒徑、含水量及形狀等因素也對(duì)熱解反應(yīng)過程和產(chǎn)品的產(chǎn)量有一定的影響。
早期生物質(zhì)快速熱解動(dòng)力學(xué)計(jì)算時(shí),一般都采用一步反應(yīng)模型來描述熱解過程,認(rèn)為生物質(zhì)熱裂解主要生成炭和揮發(fā)分兩種產(chǎn)物,并且生物質(zhì)的揮發(fā)分分析規(guī)律滿足Arrhenius反應(yīng)方程。隨著研究的深入,為了更準(zhǔn)確的描述生物質(zhì)的熱解揮發(fā)特性以滿足研究的需要,在一步反應(yīng)模型的基礎(chǔ)上提出其它反應(yīng)模型。Tsamba等利用熱重法進(jìn)行椰殼和腰果殼的熱解動(dòng)力學(xué)研究,發(fā)現(xiàn)在失重曲線出現(xiàn)半纖維素和纖維素兩個(gè)峰值;且活化能在升溫速率為10和20e/min時(shí),分別為130~174和180~216kJ/mo。Velden等運(yùn)用TGA和DSA研究方法確定熱解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù),對(duì)于大多數(shù)生物質(zhì)而言,一級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)大于0.5s-1,反應(yīng)熱在207~434kJ/mol。
與國(guó)外研究相比,國(guó)內(nèi)在閃速熱解機(jī)理方面研究較少,李志合等以等離子體為熱源,對(duì)稻殼等進(jìn)行了閃速熱解揮發(fā)試驗(yàn),根據(jù)不同加熱溫度和揮發(fā)時(shí)間下的熱解揮發(fā)數(shù)據(jù)計(jì)算出了Arrhenius一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型的表觀頻率因子和表觀活化能參數(shù)的值,表明同一種生物質(zhì)的熱解動(dòng)力學(xué)參數(shù)不隨工況發(fā)生變化,不同生物質(zhì)的表觀頻率因子和表觀活化能不同,試驗(yàn)數(shù)據(jù)與模型具有很好的吻合性。杜海清采用熱失重分析法對(duì)4種木質(zhì)類生物質(zhì)(松樹、楊樹、椴樹和白樺)研究表明,熱解反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng),4種樣品的峰值溫度均隨升溫速率的增大而升高,活化能E和指前因子A隨著升溫速率的增大而增大;升溫速率加倍時(shí),最大失重速率隨之加倍。催化劑的加入影響了熱解反應(yīng)歷程,催化劑含量增加,活化能呈現(xiàn)出遞減的趨勢(shì),活化能降低的幅度為3.8~7kJ/mo。Lu等運(yùn)用C-R方法分析熱解動(dòng)力學(xué)參數(shù),證明熱解并非簡(jiǎn)單的一級(jí)反應(yīng),生物質(zhì)非線性衰減的反應(yīng)機(jī)理可以用三個(gè)連續(xù)方程表示,即:一維擴(kuò)散反應(yīng)(Friedman自由擴(kuò)散模型),一級(jí)表面反應(yīng)和二維擴(kuò)散反應(yīng),利用該反應(yīng)機(jī)理,可以確定動(dòng)力學(xué)參數(shù)和反應(yīng)方程。
雖然研究者們根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和推算,建立了各種熱解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型,但這些模型在來源和形式上差別很大,而且大部分模型都是在熱重儀慢速熱解的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上提出的,是否對(duì)生物質(zhì)在快速加熱條件下的熱裂解有效需要進(jìn)一步驗(yàn)證,生物質(zhì)熱解動(dòng)力學(xué)仍沒有公認(rèn)的理論。因此,對(duì)模型建立、理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證手段的研究等仍需進(jìn)行大量的研究。
4展望
生物質(zhì)熱解液化技術(shù)是生物質(zhì)能源利用較為有效的途徑之一。其存在和發(fā)展的重要意義不僅僅局限在能提供高利用價(jià)值的液體燃料,而是因?yàn)樵摴に噷⒖稍偕Y源高品位利用、生態(tài)環(huán)境的低污染以及綠色能源的持續(xù)供應(yīng)等有機(jī)地結(jié)合在一起,實(shí)現(xiàn)了資源、能源和環(huán)境的高效統(tǒng)一,因此該技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用前景。
在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家,生物質(zhì)熱解液化已經(jīng)得到廣泛的工業(yè)應(yīng)用,并取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。歐洲在1995年專門成立了一個(gè)PyNE(Pyrolysis Network for Europe)組織,2001年成立了GasNet組織,在快速熱解液化技術(shù)的開發(fā)以及生物油的利用方面做了大量富有成效的工作。2009年6月,芬蘭綜合林產(chǎn)品公司斯道拉恩索集團(tuán)(StoraEnso)和耐思特石油公司(NesteOil)在瓦爾考斯建造的生物燃料示范工廠落成,該廠將林業(yè)廢料進(jìn)行液化,流程單元涵蓋:生物質(zhì)干燥、氣化、氣體凈化以及Fischer-Tropsch催化劑測(cè)試等階段。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,我國(guó)生物質(zhì)熱解液化技術(shù)方面的研究起步較晚,但是近幾年也得到迅速發(fā)展,2008年3月,國(guó)內(nèi)首創(chuàng)的產(chǎn)業(yè)化設(shè)備YNP-1000A生物質(zhì)熱解液化裝置達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
2009年6月,安徽易能生物能源有限公司自主研發(fā)的YNP-1000B型生物質(zhì)煉油設(shè)備在山東濱州投產(chǎn),生物油的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)入了實(shí)質(zhì)性階段。
生物質(zhì)熱解液體燃料可在一定程度上替代石油,生物原油可直接用作各種工業(yè)燃油鍋爐的燃料,也可對(duì)現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)供油系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單改裝,直接作為內(nèi)燃機(jī)、引擎的燃料;此外,生物油中含有許多常規(guī)化工合成路線難以得到的成分。當(dāng)前,生物質(zhì)熱解液化技術(shù)工業(yè)應(yīng)用應(yīng)以生產(chǎn)化學(xué)產(chǎn)品和高附加值物質(zhì)為主;但從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度考慮,隨著技術(shù)的發(fā)展、生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大、成本的下降,生物油作為燃料和動(dòng)力用油會(huì)更具有競(jìng)爭(zhēng)性,同時(shí)生物油的利用可大大減少SOx、NOx以及CO2的排放,綜合效益更顯著。基于我國(guó)生物質(zhì)資源豐富,石油資源匱乏的國(guó)情,我國(guó)應(yīng)該加大投入力度,研究符合我國(guó)國(guó)情、具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的熱解液化技術(shù),加強(qiáng)對(duì)各種熱解機(jī)理的研究和新型熱解工藝以及高效反應(yīng)器的開發(fā),同時(shí),進(jìn)一步加強(qiáng)生物油精制升級(jí)的研究,提高生物油的質(zhì)量,對(duì)生物油進(jìn)行分類使用,使之應(yīng)用范圍更廣,增加市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
隨著化石燃料的日益枯竭,生物質(zhì)的開發(fā)與利用已成為世界各國(guó)的共識(shí),雖然當(dāng)今生物質(zhì)快速熱解液化技術(shù)已經(jīng)取得了較大的進(jìn)展,但是仍然存在一定的不足,今后研究主要集中在以下方面:1)尋求合適的原料,降低成本,提高生物油產(chǎn)率;2)開發(fā)更經(jīng)濟(jì)高效的轉(zhuǎn)化技術(shù)和反應(yīng)器;3)加強(qiáng)反應(yīng)機(jī)理的研究;4)改善生物油的性能;5)建立一個(gè)針對(duì)于不同用途的生物油品質(zhì)的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。生物油作為燃料應(yīng)用還存在著技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性上的限制,但是受能源危機(jī)等因素的驅(qū)使,生物油升級(jí)精制后代替化石燃料將會(huì)有良好的發(fā)展趨勢(shì)和應(yīng)用前景,生物質(zhì)能作為可再生的潔凈能源其開發(fā)利用已勢(shì)在必行。
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