生物质热解液化制油技术进展摘要.pdfVIP

化 工 进 展 2010 年第 29 卷增刊 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·43 · 进展与述评 生物质热解液化制油技术进展 1 1 1 1 2 2 李 军 ，魏海国 ，杨维军 ，张福琴 ，商 辉 ，路冉冉 1 2 （中国石油规划总院炼化所，北京 100083 ； 中国石油大学重质油国家重点实验室，北京 102249 ） 摘 要：通过对新型热解液化制油工艺技术和几种生物质热解液化反应器的介绍，本文论述并探讨了生物质热 解液化制油技术的现状和发展趋势。 关键词：生物质；热解；液化；生物油 生物质能，简称生物能，是指从生物质获得的 工作。 能量，具有分布广、可再生、可存储、储量大和碳 1 基本过程 平衡等优点[1-2] 。但生物质的能量密度低，存在运输 困难和燃烧效率低的问题，需要通过热化学或生物 生物质热解液化是指生物质原料（通常需经 技术将其转化为固体、燃料或气体等燃料形式加以 过干燥和粉碎）在隔绝氧气或有少量氧气的条件 利用。固体燃料转化包括生物质成型、直接燃烧和 下，通过高加热速率、短停留时间及适当的裂解 生物质与煤混烧等；液体燃料转化包括生物质发 温度使生物质裂解为焦炭和气体，气体分离出灰 酵制生物乙醇和酯化/加氢制生物柴油，以及生物 分后再经过冷凝可以收集到生物油的过程[2] 。在此 质直接制液体燃料（Biomass to Liquid Fuel ，BtL ） 工艺过程中，原料干燥是为了减少原料中的水分 等；气体燃料转化包括生物质制沼气、气化气和 被带到生物油中，一般要求原料的含水量低于 制氢等。 10%。减小原料颗粒的尺寸，可以提高升温速率， 生物液体燃料（乙醇和生物柴油等）目前主要 不同的反应器对颗粒大小的要求也不同。热解过 用作运输燃料以替代化石燃油。生物质直接制液体 程必须严格控制温度（500～600 ℃）、加热速率、 燃料技术是最有前途的生物液体燃料技术之一，包 热传递速率和停留时间，使生物质在短时间内快 括生物质气化后费托合成（Fischer-Tropsch ）生物油、 速热解为蒸气；对热解蒸气进行快速和彻底地分 生物质热解液化制生物油[3-4] 。热解液化技术可以将 离，避免炭和灰份催化产生二次反应导致生物油 难储存、难运输的生物质（能量密度一般在 12～15 的不稳定，并保证生物油的产率。除需要严格控 MJ/kg ）转化成易储存、易运输的生物油（能量密 制反应条件外，热解液化还要避免生物油中的重 [5-6]的过程；可根据需要改变 [10-12] 。 度达到 20～22 MJ/kg ） 组分冷凝造成的堵塞 产物产率，减少硫和氮的氧化物的排放，以及烟气 2 新工艺 中的灰分，有利于环保[7-9] 。另外，热解液化技术还 可以处理医疗垃圾等不适于焚烧的生物质。热解液 为提高生物质的热转化率和生物油的产率，研 化通常在常压、中温下进行，具有工艺简单和装置 究人员近年来开发了混合热解、催化热解、微波热 [3] 小等特点，使该技术日益受到重视 。 解、等离子体热解等新的热解工艺。 生物质快速热解液化技术研究始于