第4章 生物質熱解技術

1、2010-06Page 1第第4章章 生物質熱解技術生物質熱解技術4.1 生物油簡介生物油簡介4.2 生物質熱裂解主要工藝比較生物質熱裂解主要工藝比較4.3 生物油技術發(fā)展歷程生物油技術發(fā)展歷程4.4 生物質熱解技術工藝流程生物質熱解技術工藝流程4.5 生物質熱解反應器分類生物質熱解反應器分類4.6 生物質熱解液化主要裝置對比生物質熱解液化主要裝置對比4.7 典型的快速熱解反應器典型的快速熱解反應器4.7.1 典型的快速熱解反應器典型的快速熱解反應器-燒蝕渦流反應器燒蝕渦流反應器4.7.2 典型的快速熱解反應器典型的快速熱解反應器-真空熱解反應器真空熱解反應器4.7.2 典型的快速熱解反應器典

2、型的快速熱解反應器-真空熱解反應器真空熱解反應器4.7.3 典型的快速熱解反應器典型的快速熱解反應器-旋轉錐反應器旋轉錐反應器4.7.4 典型的快速熱解反應器典型的快速熱解反應器-流化床熱解反應器流化床熱解反應器4.7.5 典型的快速熱解反應器典型的快速熱解反應器-熱輻射反應器熱輻射反應器4.8 生物油組分及性質比較生物油組分及性質比較4.8.1 生物油組成成分比較生物油組成成分比較4.8.2 生物油主要性質比較生物油主要性質比較4.8.3 生物油主要性質說明生物油主要性質說明4.9 生物質熱解技術發(fā)展趨勢生物質熱解技術發(fā)展趨勢4.10 生物油深加工技術介紹生物油深加工技術介紹2010-06P

3、age 24.1 生物質熱裂解主要工藝比較生物質熱裂解主要工藝比較表表. 生物質熱裂解主要工藝比較生物質熱裂解主要工藝比較工藝類型工藝類型滯留期滯留期升溫速率升溫速率最高溫度最高溫度/主要產(chǎn)物主要產(chǎn)物慢速熱裂解慢速熱裂解炭化炭化數(shù)小時數(shù)小時-數(shù)天數(shù)天非常低非常低400炭炭常規(guī)常規(guī)5-30min低低600氣、油、炭氣、油、炭快速熱裂解快速熱裂解快速快速0.5-5s較高較高650油油閃速（液體）閃速（液體）1s高高650油油閃速（氣體）閃速（氣體）1s高高650氣氣極快速極快速0.5s非常高非常高1000氣氣真空真空2-30s中中400油油反應性熱裂解反應性熱裂解加氫熱裂解加氫熱裂解10s高高50

4、0油油2010-06Page 3 生物質熱解液化技術的生物質熱解液化技術的一般工藝流程由物料的干一般工藝流程由物料的干燥、粉碎、熱解、產(chǎn)物炭燥、粉碎、熱解、產(chǎn)物炭和灰的分離、氣態(tài)生物油和灰的分離、氣態(tài)生物油的冷卻和生物油的收集等的冷卻和生物油的收集等幾個部分組成。幾個部分組成。4.2 生物質熱解工藝類型及研究現(xiàn)狀生物質熱解工藝類型及研究現(xiàn)狀4.2.1 生物質熱解液化工藝流程生物質熱解液化工藝流程2010-06Page 4 原料干燥和粉碎原料干燥和粉碎 生物油中的水分會影響油的穩(wěn)定性、粘度、生物油中的水分會影響油的穩(wěn)定性、粘度、PH值、腐蝕性以值、腐蝕性以及一些其它特性，而天然的生物質原料中含有

5、較多的自由水，及一些其它特性，而天然的生物質原料中含有較多的自由水，相比從生物油中去除水分，反應前物料的干燥要容易的多，相比從生物油中去除水分，反應前物料的干燥要容易的多，因而在一般的熱解工藝中，為了避免將自由水帶入產(chǎn)物，物因而在一般的熱解工藝中，為了避免將自由水帶入產(chǎn)物，物料要求干燥到水份含量低于料要求干燥到水份含量低于10%（質量分數(shù)）。（質量分數(shù)）?？焖贌峤庵朴凸に囈蟾叩目焖贌峤庵朴凸に囈蟾叩膫鳠崴俾蕚鳠崴俾?，除了從反應器的傳熱，除了從反應器的傳熱方面入手，方面入手，原料尺寸原料尺寸也是重要的影響因素，通常對原料需要也是重要的影響因素，通常對原料需要進行粉碎處理，不過隨著原料的尺寸變

6、得越小，整個系統(tǒng)的進行粉碎處理，不過隨著原料的尺寸變得越小，整個系統(tǒng)的運行成本也會相應提高。運行成本也會相應提高。4.2.1 生物質熱解液化工藝流程生物質熱解液化工藝流程2010-06Page 5熱裂解反應器熱裂解反應器 反應器是熱解的主要裝置，反應器類型的選擇和加熱方式是反應器是熱解的主要裝置，反應器類型的選擇和加熱方式是各種技術路線的關鍵環(huán)節(jié)。適合于快速熱解的反應器型式是各種技術路線的關鍵環(huán)節(jié)。適合于快速熱解的反應器型式是多種多樣的，但所有熱解制油實用性較強的反應器都具備了多種多樣的，但所有熱解制油實用性較強的反應器都具備了三個基本特點：加熱速率快，反應溫度中等和氣相停留時間三個基本特點：

7、加熱速率快，反應溫度中等和氣相停留時間短。短。4.2.1 生物質熱解液化工藝流程生物質熱解液化工藝流程2010-06Page 64.2.1 生物質熱解液化工藝流程生物質熱解液化工藝流程 焦炭和灰的分離焦炭和灰的分離 在生物質熱解制油工藝中，一些細小的焦炭顆粒不可避免地在生物質熱解制油工藝中，一些細小的焦炭顆粒不可避免地進入到生物油液體當中。研究表明：液體產(chǎn)物中的進入到生物油液體當中。研究表明：液體產(chǎn)物中的焦炭焦炭會導會導致致生物油不穩(wěn)定生物油不穩(wěn)定，加快聚合過程加快聚合過程，使生物油的粘度增大使生物油的粘度增大，從，從而而影響生物油的品質影響生物油的品質。同時，生物質中幾乎所有的同時，生物質中

8、幾乎所有的灰分灰分都保留在都保留在焦炭焦炭當中，而灰分當中，而灰分是影響生物質熱解液體產(chǎn)物收率的重要因素，它的存在將大是影響生物質熱解液體產(chǎn)物收率的重要因素，它的存在將大大催化揮發(fā)成分的二次分解，所以大催化揮發(fā)成分的二次分解，所以分離焦炭也會影響分離灰分離焦炭也會影響分離灰分分。分離焦炭除了采用分離焦炭除了采用熱蒸汽過濾外熱蒸汽過濾外，還可以通過，還可以通過液體過濾裝置液體過濾裝置（濾筒或過濾器等）來完成，目前，后者仍處于研究開發(fā)階（濾筒或過濾器等）來完成，目前，后者仍處于研究開發(fā)階段。焦炭的分離雖然很困難，但是對所有的系統(tǒng)而言都是必段。焦炭的分離雖然很困難，但是對所有的系統(tǒng)而言都是必不可少的

9、。不可少的。2010-06Page 74.2.1 生物質熱解液化工藝流程生物質熱解液化工藝流程液體生物油的收集液體生物油的收集 液體的收集一直以來都是整個熱解過程中運行液體的收集一直以來都是整個熱解過程中運行最困難的部分，最困難的部分，目前幾乎所有的收集裝置都不能很有效的收集。目前幾乎所有的收集裝置都不能很有效的收集。這是因為裂解氣產(chǎn)物中揮發(fā)份在冷卻過程中與非冷凝性氣體這是因為裂解氣產(chǎn)物中揮發(fā)份在冷卻過程中與非冷凝性氣體形成了形成了煙霧狀的氣溶膠形態(tài)煙霧狀的氣溶膠形態(tài)，是一種由蒸汽、微米級的小顆，是一種由蒸汽、微米級的小顆粒、帶有極性分子的水蒸氣分子組成的混合物，這種結構給粒、帶有極性分子的水

10、蒸氣分子組成的混合物，這種結構給液體的收集帶來困難。液體的收集帶來困難。在在較大規(guī)模較大規(guī)模的反應系統(tǒng)中，采用與冷液體接觸的方式進行的反應系統(tǒng)中，采用與冷液體接觸的方式進行冷冷凝收集，凝收集，通?？梢允占酱蟛糠值囊后w產(chǎn)物，但通?？梢允占酱蟛糠值囊后w產(chǎn)物，但進一步進一步的收的收集則需要依靠集則需要依靠靜電捕捉靜電捕捉等對處理微小顆粒比較有效地技術了。等對處理微小顆粒比較有效地技術了。2010-06Page 84.2.2 生物質熱解液化技術研究及開發(fā)現(xiàn)狀生物質熱解液化技術研究及開發(fā)現(xiàn)狀19801990199520002005201020世紀世紀80年代初，加年代初，加拿大拿大Waterloo大

11、學開大學開始了以提高液體產(chǎn)率始了以提高液體產(chǎn)率為目標的為目標的循環(huán)流化床循環(huán)流化床研究，研究，為現(xiàn)代快速、為現(xiàn)代快速、閃速裂解提供了基礎，閃速裂解提供了基礎，被公認為本領域中最被公認為本領域中最廣泛深入的研究成果。廣泛深入的研究成果。1990年左右，年左右，歐美一些國家歐美一些國家開始建設速熱開始建設速熱解示范性工廠解示范性工廠或試驗臺?；蛟囼炁_。1995年左右，目前生物年左右，目前生物質熱解制油質熱解制油主流設備主流設備已已經(jīng)普遍完成研發(fā)。之后，經(jīng)普遍完成研發(fā)。之后，隨著試驗規(guī)模的反應裝隨著試驗規(guī)模的反應裝置置逐步完善逐步完善化，歐美示化，歐美示范性和商業(yè)化運行的熱范性和商業(yè)化運行的熱裂解項

12、目不斷開發(fā)和建裂解項目不斷開發(fā)和建造。造。2000年左右，年左右，中國各科研機中國各科研機構紛紛開始對構紛紛開始對生物質熱解設生物質熱解設備備的研發(fā)。的研發(fā)。2005年后，年后，國外科研國外科研機構開始機構開始加大力度加大力度研發(fā)生物研發(fā)生物油的油的深加深加工工技術。技術。近期，中國一近期，中國一些科研機構也些科研機構也開始研發(fā)生物開始研發(fā)生物油的油的深加工深加工技技術。術。2010-06Page 94.2.2 生物質熱解液化技術研究及開發(fā)現(xiàn)狀生物質熱解液化技術研究及開發(fā)現(xiàn)狀 生物質熱解技術在世界上還屬于生物質熱解技術在世界上還屬于新技術新技術，生產(chǎn)工藝上尚有，生產(chǎn)工藝上尚有很多問題有待解決和

13、完善。很多問題有待解決和完善。 中國在生物油熱解液化中國在生物油熱解液化設備設備研究方面明顯研究方面明顯落后于國外落后于國外，國，國內(nèi)開發(fā)的反應器主要以接觸式和混合式為主，具有代表性的內(nèi)開發(fā)的反應器主要以接觸式和混合式為主，具有代表性的是是流化床式反應器和旋轉錐反應器流化床式反應器和旋轉錐反應器。目前我國熱解液化工藝。目前我國熱解液化工藝整體上尚有許多需要改進之處。整體上尚有許多需要改進之處。 國外對生物油深加工的研究早已展開，但是暫時沒有取得國外對生物油深加工的研究早已展開，但是暫時沒有取得突破性進展。突破性進展。 中國在生物油深加工方面的研究尚處于起步階段，研發(fā)的中國在生物油深加工方面的研

14、究尚處于起步階段，研發(fā)的機構不多。東北林大、中科大、山東理工對生物油與柴油混機構不多。東北林大、中科大、山東理工對生物油與柴油混合制備乳化油技術進行了研究，但短期內(nèi)無法取得突破性進合制備乳化油技術進行了研究，但短期內(nèi)無法取得突破性進展展。2010-06Page 10 生物質快速熱解制取生物油的技術從生物質快速熱解制取生物油的技術從20世紀世紀80年代興起，年代興起，經(jīng)過近經(jīng)過近20年的發(fā)展，逐漸進入到規(guī)?；?，商業(yè)化。年的發(fā)展，逐漸進入到規(guī)模化，商業(yè)化。隨著技術的不斷完善，研究方向和重點也開始拓寬。隨著技術的不斷完善，研究方向和重點也開始拓寬。過去過去的的研究只要側重研究只要側重熱解反應器熱解反

15、應器類型以及反應器參數(shù)，以尋求產(chǎn)物類型以及反應器參數(shù)，以尋求產(chǎn)物的最大化。技術的成熟使生物油產(chǎn)量上的發(fā)展空間已經(jīng)不是的最大化。技術的成熟使生物油產(chǎn)量上的發(fā)展空間已經(jīng)不是很大了，最大產(chǎn)量基本上都可以達到很大了，最大產(chǎn)量基本上都可以達到70%80%左右。左右。生物油品質和反應系統(tǒng)整體效率的提高生物油品質和反應系統(tǒng)整體效率的提高是目前發(fā)展的是目前發(fā)展的新趨勢新趨勢。通過預處理原始物料以及催化，改性等方法提高產(chǎn)物的品質通過預處理原始物料以及催化，改性等方法提高產(chǎn)物的品質以適合以適合高層次應用高層次應用時拓展技術應用空間和前景的重要手段。時拓展技術應用空間和前景的重要手段。而而整體利用生物質資源的聯(lián)合工

16、藝以及系統(tǒng)整體效率整體利用生物質資源的聯(lián)合工藝以及系統(tǒng)整體效率則被認則被認為是為是最大化熱解制油經(jīng)濟效益最大化熱解制油經(jīng)濟效益，具有相當大的潛力的發(fā)展方，具有相當大的潛力的發(fā)展方向。向。4.2.2 生物質熱解液化技術研究及開發(fā)現(xiàn)狀生物質熱解液化技術研究及開發(fā)現(xiàn)狀2010-06Page 11 生物質熱裂解最初的研究主要集中在歐洲和北美地區(qū)。生生物質熱裂解最初的研究主要集中在歐洲和北美地區(qū)。生物質熱解液化技術始于物質熱解液化技術始于20世紀世紀70年代末期的北美，加拿大西年代末期的北美，加拿大西安大略大學開始利用輸送床以制造氣體和液體燃料及化工產(chǎn)安大略大學開始利用輸送床以制造氣體和液體燃料及化工產(chǎn)

17、品的研究。然而其發(fā)表的資料主要是關于乙烯和丙烯產(chǎn)物的品的研究。然而其發(fā)表的資料主要是關于乙烯和丙烯產(chǎn)物的研究，并沒有引起做夠的重視。研究，并沒有引起做夠的重視。 20世紀世紀80年代初，加拿大年代初，加拿大Waterloo大學開始了以提高液體大學開始了以提高液體產(chǎn)率為目標的循環(huán)流化床研究，隨后開始了持續(xù)閃速熱解流產(chǎn)率為目標的循環(huán)流化床研究，隨后開始了持續(xù)閃速熱解流化床實驗臺得到研制。他們的工作為現(xiàn)代快速和閃速裂解提化床實驗臺得到研制。他們的工作為現(xiàn)代快速和閃速裂解提供了基礎，被公認為本領域中最廣泛深入的研究成果。供了基礎，被公認為本領域中最廣泛深入的研究成果。4.2.2 生物質熱解液化技術研究

18、及開發(fā)現(xiàn)狀生物質熱解液化技術研究及開發(fā)現(xiàn)狀2010-06Page 12 1989年，歐洲第一家生物質熱解加工廠，一個傳統(tǒng)的慢速年，歐洲第一家生物質熱解加工廠，一個傳統(tǒng)的慢速熱解示范性工廠（熱解示范性工廠（500kg/h）在意大利落成，其液體和焦炭的）在意大利落成，其液體和焦炭的產(chǎn)量大致上都在產(chǎn)量大致上都在25%左右。同一時期，瑞典左右。同一時期，瑞典Bio-Alternative公公司建成了固定床反應器的熱解示范性工廠，主要用來制取焦司建成了固定床反應器的熱解示范性工廠，主要用來制取焦炭和副產(chǎn)品油，其焦油產(chǎn)率也比較低，僅炭和副產(chǎn)品油，其焦油產(chǎn)率也比較低，僅20%的質量含量。的質量含量。 西班牙

19、西班牙Fenosa聯(lián)邦于聯(lián)邦于1993年建立了基于年建立了基于Laterloo大學熱裂解大學熱裂解技術的技術的200kg/h閃速熱裂解試驗臺。比利時閃速熱裂解試驗臺。比利時Egemin公司于公司于1991年建立由他們自行設計的，容量為年建立由他們自行設計的，容量為200kg/h引射流反應器并在引射流反應器并在1992投入運行使用。許多重要的熱裂解技術在歐洲一些著名投入運行使用。許多重要的熱裂解技術在歐洲一些著名實驗室和研究所中進行開發(fā)，實驗室和研究所中進行開發(fā)，90年代初歐共體年代初歐共體JOULE計劃中計劃中的用生物質生產(chǎn)能源項目的很多課題的啟動也顯示了歐盟對的用生物質生產(chǎn)能源項目的很多課題

20、的啟動也顯示了歐盟對生物質熱裂解制油技術的重視程度。生物質熱裂解制油技術的重視程度。4.2.2 生物質熱解液化技術研究及開發(fā)現(xiàn)狀生物質熱解液化技術研究及開發(fā)現(xiàn)狀2010-06Page 13 生物質熱解制油技術的蓬勃發(fā)展從生物質熱解制油技術的蓬勃發(fā)展從20世紀世紀90年代初開始，隨年代初開始，隨著試驗規(guī)模的反應裝置逐步完善化，示范性和商業(yè)化運行的著試驗規(guī)模的反應裝置逐步完善化，示范性和商業(yè)化運行的熱裂解裝置被不斷開發(fā)和建造。不同規(guī)模的、各種各樣型式熱裂解裝置被不斷開發(fā)和建造。不同規(guī)模的、各種各樣型式的快速熱裂解系統(tǒng)在世界各國先后建立起來。的快速熱裂解系統(tǒng)在世界各國先后建立起來。4.2.2 生物質

21、熱解液化技術研究及開發(fā)現(xiàn)狀生物質熱解液化技術研究及開發(fā)現(xiàn)狀2010-06Page 14 在北美，在北美，20世紀世紀90年代初成立的年代初成立的加拿大達茂科技公司加拿大達茂科技公司利用利用該公司的生物質反應爐專利技術，于該公司的生物質反應爐專利技術，于1997年年6月成立了可日產(chǎn)月成立了可日產(chǎn)半噸生物油的示范廠，該公司認識到生物質熱裂解技術具有半噸生物油的示范廠，該公司認識到生物質熱裂解技術具有將農(nóng)林業(yè)的廢棄物轉化為清潔燃料生物油，并進一步加工成將農(nóng)林業(yè)的廢棄物轉化為清潔燃料生物油，并進一步加工成生化石灰與緩效性肥料等高附加值產(chǎn)品的巨大潛力，并于生化石灰與緩效性肥料等高附加值產(chǎn)品的巨大潛力，并

22、于1998年與年與RTI公司合作開發(fā)生物油系列產(chǎn)品。公司合作開發(fā)生物油系列產(chǎn)品。加拿大加拿大Castle Capital有限公司有限公司將將BBC公司開發(fā)的公司開發(fā)的1025kg/h的橡膠熱燒蝕反的橡膠熱燒蝕反應器放大后，在新思科舍建造了應器放大后，在新思科舍建造了15002000kg/h規(guī)模的固體廢規(guī)模的固體廢棄物熱燒蝕裂解反應器，用以制取液體燃料，同時把該技術棄物熱燒蝕裂解反應器，用以制取液體燃料，同時把該技術發(fā)展為連續(xù)燒蝕反應系統(tǒng)，在新斯科舍建設了發(fā)展為連續(xù)燒蝕反應系統(tǒng)，在新斯科舍建設了50t/d規(guī)模的示規(guī)模的示范性裝置。范性裝置。加拿大加拿大Ensyn公司公司進行的市場商業(yè)化的快速熱解

23、工進行的市場商業(yè)化的快速熱解工廠的生產(chǎn)能力也達到了廠的生產(chǎn)能力也達到了10t/h。4.2.2 生物質熱解液化技術研究及開發(fā)現(xiàn)狀生物質熱解液化技術研究及開發(fā)現(xiàn)狀2010-06Page 15生物質熱解反應器分類生物質熱解反應器分類 應用于生物質熱解的反應器具有應用于生物質熱解的反應器具有加熱速率快、反應溫加熱速率快、反應溫度中等、氣相停留時間短等共同特征度中等、氣相停留時間短等共同特征。綜合國外介紹的。綜合國外介紹的生物質熱解制油反應器，主要可按生物質的生物質熱解制油反應器，主要可按生物質的受熱方式分受熱方式分為三類。為三類。 機械接觸式反應器機械接觸式反應器 這類反應器的共同點是通過灼熱這類反應

24、器的共同點是通過灼熱的反應器表面直接或間接與生物質接觸，將熱量傳遞到的反應器表面直接或間接與生物質接觸，將熱量傳遞到生物質而使其高速升溫達到快速熱解，其采用的熱量傳生物質而使其高速升溫達到快速熱解，其采用的熱量傳遞方式遞方式主要為熱傳導，輻射是次要的，對流傳熱則不起主要為熱傳導，輻射是次要的，對流傳熱則不起主要作用。主要作用。常見的有常見的有燒蝕熱解反應器、絲網(wǎng)熱解反應器、燒蝕熱解反應器、絲網(wǎng)熱解反應器、旋轉錐反應器旋轉錐反應器等。等。4.3 生物質熱解反應器生物質熱解反應器4.3.1 生物質熱解反應器分類生物質熱解反應器分類2010-06Page 16 間接式反應器間接式反應器 這類反應器的

25、主要特征是由一高溫的這類反應器的主要特征是由一高溫的表面或熱源提供生物質熱解所需熱量，其主要通過表面或熱源提供生物質熱解所需熱量，其主要通過熱輻熱輻射射進行熱量傳遞，對流傳熱和熱傳導則居于其次要地位，進行熱量傳遞，對流傳熱和熱傳導則居于其次要地位，常見的常見的熱天平熱天平也可以歸屬此類反應器。也可以歸屬此類反應器。 混合式反應器混合式反應器 其主要是借助熱氣或氣固多相流對生其主要是借助熱氣或氣固多相流對生物質進行快速加熱，其主導熱量方式主要為對流換熱，物質進行快速加熱，其主導熱量方式主要為對流換熱，但熱輻射和熱傳導有時也不可忽略，常見的有但熱輻射和熱傳導有時也不可忽略，常見的有流化床反流化床反

26、應器、快速引射床反應器、循環(huán)流化床反應器應器、快速引射床反應器、循環(huán)流化床反應器等。等。 目前進行的生物質熱解制油技術研究中，針對目前進行的生物質熱解制油技術研究中，針對第一類第一類和第三類的反應器和第三類的反應器的工作開展得相對較多，并取得了一的工作開展得相對較多，并取得了一定的進展，這些反應器的定的進展，這些反應器的成本較低且宜大型化，從而能成本較低且宜大型化，從而能在工業(yè)上投入實際應用在工業(yè)上投入實際應用。4.3 生物質熱解反應器生物質熱解反應器4.3.1 生物質熱解反應器分類生物質熱解反應器分類2010-06Page 17典型的快速熱解反應器典型的快速熱解反應器 世界各國通過反應器的設

27、計、制造及工藝條件的控制，開發(fā)了各種類型的快速熱解工藝，幾種有代表性的反應器如下： 燒蝕渦流反應器（燒蝕渦流反應器（1995） 美國可再生能源實驗室（NREL）研制出的燒蝕渦流反應器，其流程如圖所示。4.3.2 典型的快速熱解反應器典型的快速熱解反應器-燒蝕渦流反應器燒蝕渦流反應器(1)2010-06Page 18 反應器正常運行時，生物質顆粒需要用速度為反應器正常運行時，生物質顆粒需要用速度為40ms的氮氣或過熱蒸汽流的氮氣或過熱蒸汽流引射引射（夾帶）沿切線方（夾帶）沿切線方向進入反應器管，生物質在此條件下受到高速離心向進入反應器管，生物質在此條件下受到高速離心力的作用，導致生物質顆粒在受熱

28、的反器壁上的受力的作用，導致生物質顆粒在受熱的反器壁上的受到到高度燒蝕高度燒蝕。燒蝕后，顆粒留在反應器壁上的生物。燒蝕后，顆粒留在反應器壁上的生物油膜迅速蒸發(fā)。如果生物質顆粒油膜迅速蒸發(fā)。如果生物質顆粒沒有被完全轉化沒有被完全轉化，可以通過特殊的可以通過特殊的固體循環(huán)回路固體循環(huán)回路循環(huán)反應。循環(huán)反應。4.3.2 典型的快速熱解反應器典型的快速熱解反應器-燒蝕渦流反應器燒蝕渦流反應器(1)2010-06Page 19在在1995年，該實驗室在原來系統(tǒng)的基礎上將主反年，該實驗室在原來系統(tǒng)的基礎上將主反應器改為垂直，并且還增加了熱蒸汽過濾裝置。改應器改為垂直，并且還增加了熱蒸汽過濾裝置。改進后的實

29、驗系統(tǒng)可獲得更為優(yōu)質的生物油，進后的實驗系統(tǒng)可獲得更為優(yōu)質的生物油，主要是主要是因為安裝了熱蒸汽過濾設備，因為安裝了熱蒸汽過濾設備，成功的防止了微小的成功的防止了微小的焦炭顆粒在裂解氣被冷凝過程中混入生物油，同時焦炭顆粒在裂解氣被冷凝過程中混入生物油，同時這也使得油中的灰分含量低于這也使得油中的灰分含量低于0.01%，并且堿金屬，并且堿金屬含量很低。這套系統(tǒng)所生成油的產(chǎn)量在含量很低。這套系統(tǒng)所生成油的產(chǎn)量在67%左右，左右，但該油中氧含量較高。但該油中氧含量較高。4.3.2 典型的快速熱解反應器典型的快速熱解反應器-燒蝕渦流反應器燒蝕渦流反應器(1)2010-06Page 20 真空熱解反應器

30、真空熱解反應器/真空移動床（真空移動床（1996） 加拿大Laval大學生物質真空熱解裝置，已經(jīng)完善反應過程和提高產(chǎn)量，并在1996年成立了ProSystem能源公司，負責把這個反應器大型化，上述這套系統(tǒng)已經(jīng)進行商業(yè)化運行。4.3.2 典型的快速熱解反應器典型的快速熱解反應器-真空熱解反應器真空熱解反應器(2)2010-06Page 21物料干燥和破碎后物料干燥和破碎后進入反應器，物料送進入反應器，物料送到兩個水平的金屬板，到兩個水平的金屬板，金屬板被混合的熔融金屬板被混合的熔融鹽加熱且溫度維持在鹽加熱且溫度維持在530左右。熔融鹽是左右。熔融鹽是通過一個靠在熱解反通過一個靠在熱解反應中產(chǎn)生不

31、可凝氣體應中產(chǎn)生不可凝氣體燃燒提供熱源的爐子燃燒提供熱源的爐子來加熱。另外，合理來加熱。另外，合理地使用電子感應加熱地使用電子感應加熱器以保持反應器中的器以保持反應器中的溫度連續(xù)穩(wěn)定。溫度連續(xù)穩(wěn)定。4.3.2 典型的快速熱解反應器典型的快速熱解反應器-真空熱解反應器真空熱解反應器(2)2010-06Page 22 物料中的有機質物料中的有機質加熱分解所有產(chǎn)生加熱分解所有產(chǎn)生的的蒸汽蒸汽依靠反應器依靠反應器的真空狀態(tài)很快被的真空狀態(tài)很快被帶出反應器，帶出反應器，揮發(fā)揮發(fā)分氣體分氣體質解輸入到質解輸入到兩個冷凝系統(tǒng)：兩個冷凝系統(tǒng)：一一個是收集重油，一個是收集重油，一個收集輕油和水分。個收集輕油和水

32、分。4.3.2 典型的快速熱解反應器典型的快速熱解反應器-真空熱解反應器真空熱解反應器(2)2010-06Page 23 通過這套系統(tǒng)得到的比較典型的和物料有關的熱解產(chǎn)物是通過這套系統(tǒng)得到的比較典型的和物料有關的熱解產(chǎn)物是47%的生物油、的生物油、17%的裂解水、的裂解水、12%的焦炭、的焦炭、12%的不可凝的不可凝熱解氣。該系統(tǒng)熱解氣。該系統(tǒng)最大的優(yōu)點是真空下一次裂解產(chǎn)物很快溢出最大的優(yōu)點是真空下一次裂解產(chǎn)物很快溢出反應器從而降低了揮發(fā)份的劣化和重整等，減少了裂解氣二反應器從而降低了揮發(fā)份的劣化和重整等，減少了裂解氣二次反應的概率。次反應的概率。不過，反應器所需要的真空需要真空泵的專不過，反

33、應器所需要的真空需要真空泵的專業(yè)運作以及很好的密封性來保證，這就加大了成本和運行難業(yè)運作以及很好的密封性來保證，這就加大了成本和運行難度。度。4.3.2 典型的快速熱解反應器典型的快速熱解反應器-真空熱解反應器真空熱解反應器(2)2010-06Page 24 旋轉錐熱解反應器旋轉錐熱解反應器（1995） 旋轉錐熱解反應器旋轉錐熱解反應器是一個比較新穎的反應器，是一個比較新穎的反應器，它巧妙地利用了它巧妙地利用了離心力的原離心力的原理理，成功的將反應的，成功的將反應的熱解氣熱解氣和固體產(chǎn)物分離開來和固體產(chǎn)物分離開來。 該反應器是由荷蘭該反應器是由荷蘭Twente大學反應器工程組及生物質大學反應器

34、工程組及生物質技術集團（技術集團（BTG）從）從1989年年開始研制開發(fā)的，經(jīng)過幾年開始研制開發(fā)的，經(jīng)過幾年的不斷完善，到的不斷完善，到1995年發(fā)展年發(fā)展成如圖所示的新型反應器。成如圖所示的新型反應器。4.3.2 典型的快速熱解反應器典型的快速熱解反應器-旋轉錐反應器旋轉錐反應器(3)2010-06Page 25 其特點是：升溫速率其特點是：升溫速率高、固相滯留期短、氣高、固相滯留期短、氣相滯留期小。相滯留期小。其工藝流其工藝流程可簡述為：生物質顆程可簡述為：生物質顆粒與過量的惰性載熱體粒與過量的惰性載熱體沙子一起進入反應器旋沙子一起進入反應器旋轉外錐的底部，當生物轉外錐的底部，當生物質和沙

35、子的混合物沿著質和沙子的混合物沿著熾熱的錐壁螺旋向上傳熾熱的錐壁螺旋向上傳時，生物質發(fā)生裂解轉時，生物質發(fā)生裂解轉化。整個過程化。整個過程不需要載不需要載氣氣，從而減小了隨后油，從而減小了隨后油收集系統(tǒng)的體積成本。收集系統(tǒng)的體積成本。4.3.2 典型的快速熱解反應器典型的快速熱解反應器-旋轉錐反應器旋轉錐反應器(3)2010-06Page 26 反應器非常緊湊而且有很反應器非常緊湊而且有很強的固體傳輸能力。強的固體傳輸能力。沙子可沙子可以和焦炭一起被移出反應器，以和焦炭一起被移出反應器，之后焦炭被燃燒掉，熱的沙之后焦炭被燃燒掉，熱的沙子返回到反應器中。該反應子返回到反應器中。該反應器使用沙子作

36、載熱體的另一器使用沙子作載熱體的另一個功能就是避免生物質顆粒個功能就是避免生物質顆粒和炭在錐壁上的積累，通過和炭在錐壁上的積累，通過阻隔旋轉錐內(nèi)部的部分空間，阻隔旋轉錐內(nèi)部的部分空間，可減少旋轉錐內(nèi)的氣體容積，可減少旋轉錐內(nèi)的氣體容積，因此減少了反應器的氣相滯因此減少了反應器的氣相滯留期和抑制氣相中生物油的留期和抑制氣相中生物油的裂化反應。裂化反應。4.3.2 典型的快速熱解反應器典型的快速熱解反應器-旋轉錐反應器旋轉錐反應器(3)2010-06Page 27 流化床熱解反應器（流化床熱解反應器（1996） 加拿大加拿大Waterloo大學早在大學早在20世紀世紀80年代就開發(fā)了年代就開發(fā)了一

37、種大氣壓流化床熱解工藝，當初的主要一種大氣壓流化床熱解工藝，當初的主要目的是為了找到生物質熱解制油產(chǎn)油量最目的是為了找到生物質熱解制油產(chǎn)油量最大的狀態(tài)大的狀態(tài)。最初設計的是大氣壓下流化床連續(xù)熱解最初設計的是大氣壓下流化床連續(xù)熱解臺架試驗臺，反應參數(shù)為顆粒尺寸臺架試驗臺，反應參數(shù)為顆粒尺寸105250m、給料速率、給料速率50g/h、氮氣作為載、氮氣作為載氣、溫度氣、溫度400600。結果表明：揮發(fā)分停。結果表明：揮發(fā)分停留時間在留時間在0.5s時，油的產(chǎn)量在時，油的產(chǎn)量在60%左右。左右。 之后，在此基礎上建造了一個之后，在此基礎上建造了一個3kg/h的連的連續(xù)工藝裝置，其工藝流程如圖所示。續(xù)

38、工藝裝置，其工藝流程如圖所示。風干風干的生物質的生物質錘磨錘磨后后篩分篩分出小于出小于595m的顆粒，的顆粒，料斗中的生物質通過一個可變速的料斗中的生物質通過一個可變速的雙螺旋雙螺旋給料器傳送給料器傳送，在給料器的末端生物質顆粒，在給料器的末端生物質顆粒被循環(huán)的產(chǎn)物氣體吹掃并被輸送進反應器。被循環(huán)的產(chǎn)物氣體吹掃并被輸送進反應器。4.3.2 典型的快速熱解反應器典型的快速熱解反應器-流化床熱解反應器流化床熱解反應器(4)2010-06Page 28反應器以砂子作為床料，反應器以砂子作為床料，流化氣體是循環(huán)的產(chǎn)物氣體流化氣體是循環(huán)的產(chǎn)物氣體，該氣體在管路里被電加熱器該氣體在管路里被電加熱器預熱。此

39、外，反應器上包有預熱。此外，反應器上包有加熱線圈加熱線圈，能使額外的熱量，能使額外的熱量像所希望的那樣添加到流化像所希望的那樣添加到流化床或凈空空間。床或凈空空間。 反應器的操作溫度范圍為反應器的操作溫度范圍為425625，氣相滯留期為，氣相滯留期為3001500s，加工能力為，加工能力為3kg/h，壓力為，壓力為125kpa，升溫速率為，升溫速率為10000100000/s。4.3.2 典型的快速熱解反應器典型的快速熱解反應器-流化床熱解反應器流化床熱解反應器(4)2010-06Page 29 熱解產(chǎn)物和所有生成的炭從反熱解產(chǎn)物和所有生成的炭從反應器中被吹掃到應器中被吹掃到旋分器旋分器，炭在

40、旋炭在旋分器中被分離出來，分器中被分離出來，產(chǎn)物氣和蒸產(chǎn)物氣和蒸汽被通到兩個汽被通到兩個冷凝器冷凝器中，第一個中，第一個冷凝器操作溫度為冷凝器操作溫度為60，第二個，第二個冷凝器用冷凝器用0 冰水作為冷卻介質。冰水作為冷卻介質。氣體氣體通過一系列通過一系列過濾器過濾器除去除去焦油焦油煙霧后送到循環(huán)壓縮機，從煙霧后送到循環(huán)壓縮機，從循環(huán)循環(huán)壓縮機壓縮機卸載卸載分取一股調節(jié)氣量分取一股調節(jié)氣量去去流化反應器和輸送生物質到反應流化反應器和輸送生物質到反應器器，過量的氣體經(jīng)氣體分析和作，過量的氣體經(jīng)氣體分析和作為產(chǎn)物劑量后放掉。為產(chǎn)物劑量后放掉。4.3.2 典型的快速熱解反應器典型的快速熱解反應器-流

41、化床熱解反應器流化床熱解反應器(4)2010-06Page 30 在反應溫度達到在反應溫度達到500時系時系統(tǒng)液體的產(chǎn)量最大，這與減少統(tǒng)液體的產(chǎn)量最大，這與減少在低溫時的二次分解反應有關。在低溫時的二次分解反應有關。油中氧含量比較高，一般在油中氧含量比較高，一般在38%左右。液體在室溫下表現(xiàn)左右。液體在室溫下表現(xiàn)穩(wěn)定，不可凝結氣體的熱值也穩(wěn)定，不可凝結氣體的熱值也較高，大約有較高，大約有14.1MJ/Nm。流。流化床熱解也還有一些問題，例化床熱解也還有一些問題，例如焦炭的磨損比較嚴重，需要如焦炭的磨損比較嚴重，需要對生物油有一個后續(xù)的處理以對生物油有一個后續(xù)的處理以減少油中的焦炭含量；一般的減

42、少油中的焦炭含量；一般的流化床都是采用稀相流化傳熱，流化床都是采用稀相流化傳熱，所以傳熱速率不是很高。所以傳熱速率不是很高。 4.3.2 典型的快速熱解反應器典型的快速熱解反應器-流化床熱解反應器流化床熱解反應器(4)2010-06Page 31 熱輻射反應器熱輻射反應器 熱輻射反應器是典型的熱輻射反應器是典型的間接式加熱反應器間接式加熱反應器。美。美國國Washington大學設計大學設計了一種用于研究單顆生了一種用于研究單顆生物顆粒熱裂解行為的反物顆粒熱裂解行為的反應器及相關的分析系統(tǒng)，應器及相關的分析系統(tǒng)，如圖。如圖。4.3.2 典型的快速熱解反應器典型的快速熱解反應器-熱輻射反應器熱輻

43、射反應器(5)2010-06Page 32該反應器的熱源是一個該反應器的熱源是一個1000W的氙燈，其均勻提供約的氙燈，其均勻提供約025W/cm的一維高強度熱通量給內(nèi)置在玻璃反應器內(nèi)的一維高強度熱通量給內(nèi)置在玻璃反應器內(nèi)套管的試樣，套管的試樣，反應器、氙燈以及熱通量測定裝置反應器、氙燈以及熱通量測定裝置固定在固定在光學架臺上進行精確校正。采用光學架臺上進行精確校正。采用鋁鉻熱電偶鋁鉻熱電偶測量顆粒溫測量顆粒溫度，而度，而紅外高溫計紅外高溫計則用來確定顆粒受熱輻射的表面溫度。則用來確定顆粒受熱輻射的表面溫度。氦氣流氦氣流使得顆粒解析出的揮發(fā)份快速冷卻，并將其送到使得顆粒解析出的揮發(fā)份快速冷卻，

44、并將其送到收集器和分析系統(tǒng)收集器和分析系統(tǒng)，在，在3Lmin的通用流量下，從顆粒表的通用流量下，從顆粒表面到采樣點的氣相產(chǎn)物的停留時間約為面到采樣點的氣相產(chǎn)物的停留時間約為2.8s，單顆粒生，單顆粒生物質的熱解實驗在常壓下進行，得到了約物質的熱解實驗在常壓下進行，得到了約40%左右的生左右的生物油。物油。4.3.2 典型的快速熱解反應器典型的快速熱解反應器-熱輻射反應器熱輻射反應器(5)2010-06Page 33 該反應器中生物質顆粒以及各熱解產(chǎn)物的輻射吸收該反應器中生物質顆粒以及各熱解產(chǎn)物的輻射吸收特性存在差異，這使得溫度控制較為困難，并對導致特性存在差異，這使得溫度控制較為困難，并對導致

45、生物油二次反應的抑制作用較差，同時，因需要提供生物油二次反應的抑制作用較差，同時，因需要提供高溫熱源而限制了其它實際應用，通常僅在機理研究高溫熱源而限制了其它實際應用，通常僅在機理研究時才采用。時才采用。 4.3.2 典型的快速熱解反應器典型的快速熱解反應器-熱輻射反應器熱輻射反應器(5)2010-06Page 34生物質熱解液化主要裝置對比生物質熱解液化主要裝置對比表表. 生物質熱解液化主要裝置比較生物質熱解液化主要裝置比較生產(chǎn)工藝生產(chǎn)工藝研發(fā)機構研發(fā)機構設備特點設備特點流化床反應器Aston University,NREL,RTI等其特點是設備小巧，氣相停留時間很短，可以防止熱解蒸汽的二次

46、裂解，效率很高，并容易工業(yè)放大；但對原料顆粒尺寸要求較小，這就大大增加了原料的加工成本，而且生產(chǎn)規(guī)模擴大時熱效率較低。燒蝕反應器NREL,Aston University,BBC,Castle Capital該設備相對于其它系統(tǒng)可以用粒徑為2-6.35mm的大顆粒生物質作為原料，但是生產(chǎn)的油中的氧含量比較高。循環(huán)流化床反應器CRES,CPERI,ENEL/Pasquali循環(huán)流化床反應器設備小巧，氣相停留時間段，可防止熱解蒸汽的二次裂解，該工藝的加熱、傳熱速率及產(chǎn)油率較高，而且處理規(guī)模也較大。缺點是需要載氣，對設備內(nèi)的熱載體及生物質進行流化。引射流反應器GRTI,Egemin該設備的缺點是需要

47、大量高溫燃燒氣，并產(chǎn)生大量低熱值的不凝氣，這個缺點造成此技術的發(fā)展前景不大。旋轉錐反應器Twente University,BTG/Schelde/Kara旋轉錐式反應器采用反應器壁加熱的方式，不用載氣，且生物油產(chǎn)率很高，達到物料的70%；缺點是生產(chǎn)規(guī)模小，能耗較高。輸送床反應器ENSYN雖然可以解決熱量轉化問題，但是不易于大型化使用，而且還有焦渣磨損設備的問題。真空移動床反應器Laval University/Pyrovac其優(yōu)點是熱解蒸汽停留時間很短，減少了二次裂解，但反應器要有非常好的真空度，這就對真空泵和密封材料提高了要求，因此增大了制造成本和運行難度。 在生物質快速熱解的各種工藝中，

48、反應器的類型及其加熱方式的選擇很大程度上決定了產(chǎn)物的最終分布，所以反應器在生物質快速熱解的各種工藝中，反應器的類型及其加熱方式的選擇很大程度上決定了產(chǎn)物的最終分布，所以反應器類型和加熱方式的選擇是各種技術路線的關鍵環(huán)節(jié)。常用的制取生物質液化燃料的反應器都具有加熱速率快和很高的熱類型和加熱方式的選擇是各種技術路線的關鍵環(huán)節(jié)。常用的制取生物質液化燃料的反應器都具有加熱速率快和很高的熱量轉化率、反應溫度中等、氣相停留時間短等共同特征。量轉化率、反應溫度中等、氣相停留時間短等共同特征。2010-06Page 35 生物油生物油是指在中溫是指在中溫(500600)、隔絕氧氣的條件下將生、隔絕氧氣的條件下

49、將生物質物質(木材、秸稈等木材、秸稈等)顆粒物迅速加熱使其裂解，再迅速冷凝顆粒物迅速加熱使其裂解，再迅速冷凝后得到的一種棕黑色液體。它具有原料來源廣泛、可再生、后得到的一種棕黑色液體。它具有原料來源廣泛、可再生、便于運輸、能量密度較高等特點，是一種潛在的液體燃料便于運輸、能量密度較高等特點，是一種潛在的液體燃料和化工原料。和化工原料。4.5 生物質熱解產(chǎn)物特性及應用技術生物質熱解產(chǎn)物特性及應用技術生物轉化流化床式熱輻射反應器 生生物物質質化學轉化旋轉錐式真空移動床式燒蝕式圖圖. 生物質熱解液化主要技術種類生物質熱解液化主要技術種類2010-06Page 364.5.1 生物油組成及性質生物油組

50、成及性質生物油的組成和理化性質受生物油的組成和理化性質受多個因素影響多個因素影響，如原料種，如原料種類、含水量、反應器類型、反應參數(shù)、產(chǎn)物收集方法等，類、含水量、反應器類型、反應參數(shù)、產(chǎn)物收集方法等，但不同途徑制得的生物油仍具有一些但不同途徑制得的生物油仍具有一些共同的性質共同的性質，如水，如水分含量高、含顆粒雜質、黏度大、穩(wěn)定性差、有腐蝕性分含量高、含顆粒雜質、黏度大、穩(wěn)定性差、有腐蝕性等，這與傳統(tǒng)石化燃料等，這與傳統(tǒng)石化燃料(柴油、汽油柴油、汽油)有很大不同，也給有很大不同，也給生物油用于柴油機帶來了很多困難。生物油用于柴油機帶來了很多困難。4.5 生物質熱解產(chǎn)物特性及應用技術生物質熱解產(chǎn)

51、物特性及應用技術2010-06Page 374.5.1 生物油組成成分比較生物油組成成分比較物質物質含量含量%物質物質含量含量%乙酸乙酸16.781-羥基羥基-2-丙烷醋酸酯丙烷醋酸酯0.861-羥基羥基-2-丙酮丙酮7.01鄰甲氧基苯酚鄰甲氧基苯酚0.82甲醇甲醇4.111-羥基羥基-2-丁酮醋酸酯丁酮醋酸酯0.671-羥基羥基-2-丁酮丁酮3.47丁乙酸丁乙酸0.66糖醛糖醛2.09甲酸甲酸0.662，6-二甲氧基苯酚二甲氧基苯酚1.97丁內(nèi)酯丁內(nèi)酯0.66左旋葡萄糖左旋葡萄糖1.89丙酸丙酸0.66-當歸丙酮當歸丙酮1.81乙醇乙醇0.594-甲基甲基-2，6-二甲氧二甲氧基苯酚基苯酚1

52、.812，3-丁丁 酮酮0.542，3-戊二酮戊二酮0.54丙烯酸丙烯酸0.33頡草酸頡草酸0.542-丁酮丁酮0.33異頡草酸異頡草酸0.543-乙酸甲酯乙酸甲酯0.215-甲基甲基-糖醛糖醛0.54甲基甲基-呋喃呋喃-丙酮丙酮0.16戊內(nèi)酯戊內(nèi)酯0.33巴豆醇丙酮巴豆醇丙酮0.16丁酸丁酸0.332-甲基環(huán)戊酮甲基環(huán)戊酮0.16異丁酸異丁酸0.33環(huán)戊酸環(huán)戊酸0.16丙酮丙酮0.33落葉樹熱解液化成分分析落葉樹熱解液化成分分析2010-06Page 38物質物質含量含量%物質物質含量含量%甲酸甲酸7.691，2環(huán)丁酮環(huán)丁酮1.92乙醇乙醇6.772，3羥基內(nèi)醛羥基內(nèi)醛1.92甲苯甲苯5.0

53、01，3-甲氧基丙烷甲氧基丙烷1.85甲基乙基醚甲基乙基醚4.543-甲基苯甲酸甲基苯甲酸1.15富馬酸單乙酯富馬酸單乙酯4.233-氰基苯甲酸氰基苯甲酸1.152-氨基環(huán)乙醇氨基環(huán)乙醇3.083-羥基丙醛羥基丙醛0.692，3二甲基丁酸二甲基丁酸3.002，5-環(huán)乙烯酮環(huán)乙烯酮0.62-羥基丁酸羥基丁酸2.313-辛炔辛炔-2酮酮0.382，6甲基甲基-吡喃酮吡喃酮2.15香豆酸香豆酸0.31秸稈等熱解液化成分分析秸稈等熱解液化成分分析4.5.1 生物油組成成分比較（續(xù)上表）生物油組成成分比較（續(xù)上表）2010-06Page 39采用流化床熱解液化技術采用流化床熱解液化技術特性特性典型生物質

54、類型典型生物質類型其它類型其它類型重油重油樺木樺木松木松木白楊樹白楊樹固體含量固體含量0.060.030.0450.0111PH2.52.42.82.03.7-水分含量水分含量18.91718.915300.1密度密度/t.m-31.251.241.21.11.30.940.97粘度（粘度（50）/mPa.s282813.51380180HHV/MJ.kg-116.517.217.4131840灰分灰分0.0040.030.010.0040.30.1C4445.746.5324985S00.020.020.000.051O494746.144601閃點閃點/62956450100604.5.1

55、 生物油主要性質比較生物油主要性質比較2010-06Page 40含水率含水率 生物油的含水率最大可以達到生物油的含水率最大可以達到30%45%，油品中的水分，油品中的水分主要來自于物料所攜帶的表面水和熱裂解過程中的脫水反應。主要來自于物料所攜帶的表面水和熱裂解過程中的脫水反應。水分有利于降低油的黏度，提高油的穩(wěn)定性，但降低了油的水分有利于降低油的黏度，提高油的穩(wěn)定性，但降低了油的熱值。含水率為熱值。含水率為25%時熱值為時熱值為17MJ/kg，相當于汽油，相當于汽油/柴油燃柴油燃料熱值的料熱值的40%PH值值 生物油的生物油的pH值較低，主要是因為生物質中攜帶的有機酸，值較低，主要是因為生物

56、質中攜帶的有機酸，如甲酸、乙酸進入油品造成的，因而油的收集貯存裝置最好如甲酸、乙酸進入油品造成的，因而油的收集貯存裝置最好是抗酸腐蝕的材料，如不銹鋼或聚烯烴類化合物。由于中性是抗酸腐蝕的材料，如不銹鋼或聚烯烴類化合物。由于中性的環(huán)境有利于多酚成分的聚合，所以酸性環(huán)境對于油的穩(wěn)定的環(huán)境有利于多酚成分的聚合，所以酸性環(huán)境對于油的穩(wěn)定是有益的。是有益的。密度密度 生物油的密度比水的密度大，大約為生物油的密度比水的密度大，大約為1.2x103kg/m34.5.1 生物油主要性質說明生物油主要性質說明2010-06Page 41高位熱值高位熱值 25%含水率的生物油的熱值含水率的生物油的熱值17MJ/k

57、g，相當于，相當于40%同等質同等質量的汽油或柴油。這意味著量的汽油或柴油。這意味著2.5kg的生物油與的生物油與1kg化石燃油能化石燃油能量相當。量相當。黏度黏度 生物油的黏度可在很大的范圍內(nèi)變化。室溫下，最低為生物油的黏度可在很大的范圍內(nèi)變化。室溫下，最低為10cP，若是長期存放于不好的條件下，可以達到，若是長期存放于不好的條件下，可以達到10000cP。水分、熱裂解反應操作條件、物料情況和油品貯存的環(huán)境及水分、熱裂解反應操作條件、物料情況和油品貯存的環(huán)境及時間對其有著極大的影響。時間對其有著極大的影響。固體雜質固體雜質 為了保證高加熱速率，熱裂解液化的物料粒徑一般很小，為了保證高加熱速率

58、，熱裂解液化的物料粒徑一般很小，因而熱裂解生成的生物質炭的粒徑也很小，旋風分離器不可因而熱裂解生成的生物質炭的粒徑也很小，旋風分離器不可能將所有的炭分離下來，因此可采用過濾熱蒸汽產(chǎn)物或液態(tài)能將所有的炭分離下來，因此可采用過濾熱蒸汽產(chǎn)物或液態(tài)產(chǎn)物的方法更好地分離固體雜質。產(chǎn)物的方法更好地分離固體雜質。4.5.1 生物油主要性質說明生物油主要性質說明2010-06Page 42穩(wěn)定性穩(wěn)定性 生物油一個生物油一個關鍵的特性關鍵的特性是由于多酚的慢速聚合和縮合反應是由于多酚的慢速聚合和縮合反應而具有而具有“老化老化”傾向傾向。暴露在具有氧氣和紫外光線環(huán)境下的。暴露在具有氧氣和紫外光線環(huán)境下的生物油，隨

59、著外界環(huán)境溫度的升高黏度增大。所以生物油，隨著外界環(huán)境溫度的升高黏度增大。所以生物油加生物油加熱不宜超過熱不宜超過80，宜避光，避免與空氣接觸保存，宜避光，避免與空氣接觸保存。生物油品質生物油品質 目前還沒有一個明確的生物油質量評定標準。常規(guī)燃料有目前還沒有一個明確的生物油質量評定標準。常規(guī)燃料有其品質判定的標準，有必要也建立一個針對于不同用途的生其品質判定的標準，有必要也建立一個針對于不同用途的生物油品質評定標準。在使用前需進行品質測得。物油品質評定標準。在使用前需進行品質測得。4.5.1 生物油主要性質說明（續(xù)上頁）生物油主要性質說明（續(xù)上頁）2010-06Page 434.5 生物質熱解

60、產(chǎn)物特性及應用技術生物質熱解產(chǎn)物特性及應用技術4.5.2 生物油用途生物油用途 生物油作為生物油作為燃料燃料可用于窯爐、鍋爐等產(chǎn)熱設備，將生物油可用于窯爐、鍋爐等產(chǎn)熱設備，將生物油用于柴油機也具有很大應用前景，對減少柴油消耗、緩解高用于柴油機也具有很大應用前景，對減少柴油消耗、緩解高品質燃料油供應緊張有重要意義。品質燃料油供應緊張有重要意義。 生物油能完全生物油能完全溶于酒精溶于酒精，摻入少量酒精可極大地提高燃料，摻入少量酒精可極大地提高燃料性質，降低粘度，增強穩(wěn)定性，利用乙醇，增加了其價格低性質，降低粘度，增強穩(wěn)定性，利用乙醇，增加了其價格低的優(yōu)點，與商用級別的乙醇相比，這些混合產(chǎn)品更有利于