生物質(zhì)專題ppt課件(編輯修改稿)
2025-06-08 12:32 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 輕質(zhì)組分的揮發(fā)屬于物理安定性，存儲(chǔ)過程中發(fā)生縮聚和縮合等反應(yīng)導(dǎo)致粘度增加反映了其化學(xué)安定性，在較高溫度下變性反映了熱安定性。 生物油中大量的揮發(fā)分和反應(yīng)活性較強(qiáng)的含氧有機(jī)物使得生物油的安定性比常規(guī)的化石燃油差很多，生物油中的縮聚等反應(yīng)使得生物油的平均分子量不斷增加，從而表現(xiàn)出粘度增大，這個(gè)過程可以稱為生物油的老化過程，具體可以以下幾方面。 ①在常溫存儲(chǔ)過程中粘度緩慢增加； ②在加熱后粘度迅速增加； ③輕質(zhì)組分的揮發(fā)和空氣中的氧化。 生物油的老化速率和原料種類、熱解條件、液體的組成以及固體顆粒的含量等因素有關(guān)。 三、生物油的利用 熱解產(chǎn)物中不可冷凝氣體的應(yīng)用：由生物質(zhì)熱裂解得到的不可冷凝氣體熱值較高。它可以用作生物質(zhì)熱裂解反應(yīng)的部分能量來源，如熱裂解原料烘干，或用作反應(yīng)器內(nèi)部的惰性流化氣體和載氣；此外，這些氣體還可用于生產(chǎn)其他化合物及為家庭和工業(yè)生產(chǎn)提供燃料。 木炭的應(yīng)用：木炭呈粉末狀，黑色物質(zhì)。 研究表明該木炭的特點(diǎn)是：①疏松多孔，具有良好的表面特性；②灰分低，具有良好的燃料特性；③低容重；④含硫量低；⑤易研磨。 因此產(chǎn)生的木炭可加工成活性炭，用于化工和冶煉，也可作為燃料。 熱解油能夠作為化石燃料的替代品產(chǎn)生熱、電和化學(xué)物質(zhì)。短期內(nèi)可應(yīng)用于燒鍋爐和熱力發(fā)電。長期考慮可應(yīng)用于渦輪和柴油機(jī)。將熱解油升級(jí)為交通油，技術(shù)上是可行的，但需進(jìn)一步的研發(fā)。通過熱解油提煉和衍生可獲取大量更廣泛的化學(xué)物質(zhì)。 生物油可以直接用于發(fā)電。過去的幾年里，熱解油在不同的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)以及改進(jìn)的雙油料發(fā)動(dòng)機(jī)上的試驗(yàn)運(yùn)行已達(dá)幾百小時(shí)。發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行及測試結(jié)果較好。然而，熱解油替代柴油的一些問題還有待解決，尤其是其酸性（ pH＝ 3）油煙形成和再聚合的問題。 生物油作為渦輪機(jī)代用燃料發(fā)電，從原理上講，渦輪機(jī)可以直接應(yīng)用熱裂解生物油或改良后的生物油，但還沒有多少實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，仍處于研究階段。 一種可能的途徑是重新設(shè)汁渦輪燃燒器使其適合燃用生物油；另一種辦法是改變生物油的性質(zhì)，減少生物油的 C、 H比，使其適應(yīng)現(xiàn)有的渦輪機(jī)。在生物油改良方法中，大多數(shù)采用加氫處理，這樣改良后的生物油能夠完全符合渦輪機(jī)的要求，但改良成本較高。 2．提取和制備化學(xué)物質(zhì) 目前由于生物油分析和分離技術(shù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到成熟的地步，從中分離出各種化學(xué)物質(zhì)還是難以實(shí)現(xiàn)的，因此提取或利用生物油中的某些官能團(tuán)是目前生物油應(yīng)用的主要方向。 Combio提出可以通過液液萃取的方法提取酚類和酯化的方法提取羧酸； TonyBridgwater利用生物油中的羰基和氨水、尿素或其他含氨基物質(zhì)反應(yīng)制備無毒害的氨基肥料，這個(gè)過程也可由在生物質(zhì)原料中添加含氮物質(zhì)而實(shí)現(xiàn)，這種氨基肥料對(duì)地下水的污染比礦物肥料小；生物油中的萜類和酚類物質(zhì)有殺蟲功效； Freel等將生物油用作木材防腐劑；生物油中含有大量的酚類物質(zhì)，可以用作制備酚醛樹脂的原料； Sophhia等將制備酚醛樹脂所用的 30％的酚用生物油替代。 通過加水可以將生物油分為水相和油相兩部分，水相中的多種物質(zhì)都可以用作食品調(diào)料， Ensyn從生物油水相中提煉出了多種食品調(diào)料； OehrK． H等利用生物油水相部分制備羧酸鈣鹽用作路面除冰劑； 生物油的油相部分可以用來制備酚醛樹脂。 從生物油中提取某些特殊的化學(xué)物質(zhì)，除了需要先進(jìn)的分離工藝外，還需要盡可能地通過特定的原料預(yù)處理和反應(yīng)條件增大生物油中該組分的含量，保證提取的經(jīng)濟(jì)性，生物油比較具有提取價(jià)值的物質(zhì)包括羥基乙醛、左旋葡聚糖、左旋葡萄糖、低聚糖酐等物質(zhì)。 3．氣化制備合成氣 生物油只是一種初級(jí)的液體燃料，如果將其熱解氣化轉(zhuǎn)化為 H CO、 COCH C C3等合成原料氣，再合成高品位的燃料如甲醇、二甲醚等，就能得到廣泛的應(yīng)用。生物質(zhì)氣化也能得到 CO、H2等燃?xì)?，但與生物質(zhì)直接氣化制取合成氣相比，將生物質(zhì)首先快速熱解降解為生物油，再由生物油氣化制備合成氣，具有多方面的優(yōu)勢。 ? 生物油容易存儲(chǔ)和運(yùn)輸，便于分散式熱解液化，再將生物油集中氣化合成制取高品位的液體燃料，而直接將生物質(zhì)氣化再合成液體燃料，規(guī)模不易擴(kuò)大； ? 生物油氣化氣中成分較為單一，而生物質(zhì)氣化氣中含有一定的固體顆粒和焦油，需要除塵脫焦后才能使用，且生物質(zhì)氣化氣的組成受反應(yīng)條件的限制，如為防止反應(yīng)器內(nèi)灰分熔融結(jié)渣，反應(yīng)溫度不易過高，從而使燃?xì)庵?H2含量較少，采用空氣氣化會(huì)引入過量的 N2廢氣，從而稀釋原料氣的濃度，降低合成反應(yīng)中催化劑的作用效果，而采用其他氣化劑又會(huì)大大增加原料氣的生產(chǎn)成本； ?生物油氣化反應(yīng)器可以建立起統(tǒng)一的規(guī)范，而生物質(zhì)氣化反應(yīng)器隨原料不同需要有不同的設(shè)計(jì)； ?生物油加壓氣化較為容易實(shí)現(xiàn)，而生物質(zhì)加壓氣化則非常困難。 中國科技大學(xué)朱錫鋒等在無外部供氧的情況下對(duì)生物油水相部分進(jìn)行了熱解氣化試驗(yàn)，熱解氣中氧氣含量為零， HCO、 CO CH4的體積含量分別為 ％、 ％、 ％、 ％，生物油中氫氧的轉(zhuǎn)化率為 85％，而碳的轉(zhuǎn)化率只有 55％，說明生物油氣化仍需外部提供少量氧氣作為氣化劑； S． Panigrahi等在常壓和氮?dú)夥諊聦?duì)生物油進(jìn)行熱解氣化試驗(yàn)，研究了氮?dú)饬髁?、熱解溫度?duì)熱解氣體的影響，在生物油進(jìn)油量為 ～ g／ h， 氮?dú)饬髁繛?0 ml／ min， 熱解溫度從 650℃ 升至800℃ 時(shí)，生物油的轉(zhuǎn)化率從 57％升至 83％，調(diào)節(jié)不同的氣體流量和熱解溫度，可以得到不同的產(chǎn)物產(chǎn)率； S． Panigrah
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