生物质能开发与利用第8次课.pptVIP

从表3. 5可以看出，生物质焦油挥发分较高，其次是水分，含有一定的固定碳，灰分最低。残余的生物质炭有较高的固定碳含量，还有部分挥发分和灰分，可以做固体燃料。生物质焦油有很高的水分和挥发分，它的高水分影响了其燃烧性能，使得生物质焦油很难点燃。但生物质焦油的灰分含量非常低，说明其具有较好的燃烬性。生物质焦油的应用首先应考虑其脱水问题，作液体燃料应用时还要考虑杂质等惰性组分的脱除问题。 3.4.2·生物质焦油及其馏分的元素分析及发热量测定 （1）碳氢元素含量的测定。碳氢含量的高低是评价燃料质量的重要指标之一，研究采用根据库仑法分析原理设计而成的CLCH-1型全自动碳氢测定仪进行测定。各种试样经高温燃烧，氢生成水，碳生成的二氧化碳与氢氧化锂反应后也生成水，分别送入相应的电解池电解，测量电解所消耗的电量，依照法拉第电解定律计算出样品中氢和碳的含量。 （2）氧元素含量的计算。因生物质焦油及其馏分中的硫、氮含量一般较低，可近似认为零，故而可直接用百分之百减去碳、氢元素的百分含量即为氧元素的含量，测算结果如表3. 6所示。 （3）发热量测定。生物质焦油及其馏分试样的发热量测定方法参照GB/T384--81石油产品热值方法进行，即将试样装在氧弹内的一个耐热耐腐蚀的坩埚中，旋紧弹筒帽，使试样在压缩氧气中燃烧，由于氧弹是放入盛有一定量水的量热筒中且量热筒又放进双层水套筒中，所以当通电试样燃烧后，其燃烧产生的热将由氧弹筒壁传给量热筒内的水，测出水温度数的变化值可计算出试样燃烧时所发出的发热量(即热值)，测定结果如表3-6所示。 由表3-6的分析和计算结果可以看出，生物质焦油及其馏分的一个主要特点是氧含量较高，这是由生物质原料性质和热解机理决定的，生物质焦油中的氧主要来自于生物质原料中纤维素、半纤维素和木质素的降解产生的酚类和类似的聚酚类化合物的各种含氧官能团。高含氧量给生物质焦油直接作为高品位能源的应用带来了一些问题，如热稳定性差、热值低、低挥发性和腐蚀性。另一个特点是具有较高热值特征，作为能源进行开发利用的潜在价值较大。 3. 5生物质焦油及其馏分的液体燃料性质分析 生物质焦油及其馏分作为液体车用燃料的性质，包括密度、粘度、闪点、凝点、pH值和发热量等。 密度是液体燃料储存、输送及利用的一个重要参数。 粘度表示液体流动阻力的大小，是表示在内燃机中燃料雾化性能的主要指标之一。 闪点是指示液体燃料贮存或处置不易发生火灾的最高温度，也可认为是燃料暴露在明火下而不迅速着火的最高温度，是燃料安全性的重要指标。 凝点是指液体燃料在规定的实验条件下，被冷却的试样油面不再移动时的最高温度，是用来衡量润滑油低温流动性的常规指标，可以用来评估某些液体燃料的低温使用性能。pH值是燃料酸碱度的定量表示，也是贮存、利用的一个重要参数。 燃料发热量是衡量燃料燃烧性能的一个很重要的指标。 测试方法采用常规测试方法，所用实验装置、仪器和执行标准由表3. 7示出，测定结果由表3. 8示出。 由表3-8可以看出，试样0, 2, 4没有闪点，说明一般情况下是不会燃烧的。而试样1, 3, 5, 6的闪点略高于0号柴油的，说明试样1, 3, 5, 6较0号柴油难着火，用于发动机作燃料时，可能需要适当的点火装置。生物质焦油和可燃性生物质焦油馏分的热值均属中热值，很有燃料利用价值。 4生物质焦油及其馏分组成成分研究 为了更好地研究生物质焦油的应用及生物质焦油的改性技术，需要知道生物质焦油及其馏分的化学组成。迄今为止，人们已知道生物质焦油所含的化合物多达二百多种，采用传统的化学方法鉴定出如此众多的化合物是非常困难的。 色谱一质谱联机(GC/MS )分析等现代分析技术由于在鉴别复杂混合物方面具有出色的能力，是目前分析生物质焦油成分的最为先进的方法。 下表列出了通过色质联用仪分析出的各试样的主要成分和相对百分含量。 表4. 2列出了80年代14种柴油的化学组成。 表4. 3列出了90年代10种柴油的性质和杂质含 表4. 2列出了外国公司提供的14种柴油的族组成、杂质含量等基本数据，从表中可以看出，当时柴油中芳烃的体积分数为30 % ~65%，烯烃的体积分数为0~2%，硫的质量分数为0.15~0.37%,氮的质量分数为60~320μg/g，此外还含十六烷值改进剂和染料。而表4-3列出的90年代10种柴油的性质和杂质含量有一些差别，但总的说来是饱和烃的含量较高，芳烃较多，烯烃较少。 表4. 4按照己鉴定成分的化学组成计算出了各馏分样的化学组成含量。 好的燃料应该是低含氧量的碳氢燃料或芳香族化合物。从表4. 1可以看出，原焦油中已定性的48种化合物的相对含量