生物质热解油的性质和精制

生物质热解油的性质和精制

朱鹏飞

苏州格瑞展泰再生能源有限公司江苏苏州215123

摘要：生物质属于人类的第四大能源来源，并且也属于一种可再生的资源，生物质在进行热化学转换的时候所发生的作用就是热解，其中热解可以分成快速热解以及慢速热解，现阶段研究最多的就是快速热解，最主要的局势能够得到生物油产品。本文对于热解油的性质以及热解油的精制进行了详细的研究，通过研究能够明确能够对于热解造成影响的因素。

关键词：生物质；热解；生物油；精制

引言

现阶段我们面临着一个比较大的挑战，那就是能源危机。生物质是一种比较稳定的资源，并且也是一种比较安全的资源，当进行转化之后，能够生产出比较多的能源，通过催化热解生物质能够得到生物油。不过通过和矿物油的对比能够看出，生物质油还是存在比较多的不足，比如含水量比较高，并且酸度比较高，燃烧性比较差，本文对于生物质油所存在的问题进行了详细的分析，并且提出了相应的解决措施，这样可以确定出更加完善的工艺。

一．生物质热解油的特点

所谓的生物质热解油指的就是生物质在隔绝空气的情况下经过热解进而得到的一种产物，通过对于热解条件的调整可以增强生产的效率。现阶段的生物质在进行快速热解的时候还不能达到热力学平衡，所以得到的热解油质量一般。随着温度的持续增加，热解油的黏度也会持续增加，要是温度过高就会产生聚合反应。不仅如此，生物质热解油酸性较强，有一定的腐蚀性，要是热值较低，就会增加固体杂质的含量。不过得到的生物质油稳定性较差，不可以当作燃料。现阶段为了增强生物质油的稳定性，会采取一定的物理反应以及化反应，这样可以显著的增强生物质油的品质，进而得到更加广泛的使用。

1.1生物质热解油的理化性质

通过对于生物质热解油的观察可以看出这是一种黑色的或者是黑褐色的粘稠液体。主要是热解生物质里面的纤维素、半纤维素以及木素质得到的，通过研究能够看出，生物质的类别，热解的条件以及所选择的分离形式都会影响到生物质热解油的理化性质。

生物质热解油和一般的石油在性质上有着比较大的区别，并且也会使得热解油和石油在物理性质方面以及化学性质方面都存在一定的差异。其中在生物热解油的有机物里面有着比较多的氧元素，特别是对于醇类以及酸类这些氧化合物，这些会使得生物质热解油有着独特的性质。

在生物质热解油里面水质量分数是比较高的，最主要的就是因为生物质本身的水质量分数比较高或者就是由于发生了热解的反应。由于存在水所以会使得生物质热解油的热值降低，并且会使得燃烧效率降低，不仅如此，由于增强了流动性，所以使得黏度降低。

由于生物质热解油不具备较强的稳定性，所以在进行储存的时候会影响到自身的黏度以及密度。在生物质热解油里面有着一定的有机化合物，这些有机化合物比较容易产生聚合反应，由于发生了一定的反应，所以使得生物质热解油的分子质量以及水含量发生了变化，由于时间的增加，会产生分离的情况。

1.2对于生物质热解油的热处理

生物质热解油的水含量以及氧含量都比较高，并且有一定的酸性，黏度也比较大，所以在进行加热的时候比较容易发生一定的化学反应，所以在加工生物质热解油的时候需要采取一定的热处理形式，这样可以使得水含量降低。

现阶段降低水含量的形式主要采取的就是蒸馏法这样一种形式。要是采取了蒸馏法这样的一种形式会使得热解油在受热的时候出现变质的情况，为了降低蒸馏的温度可以选择水蒸气蒸馏这样的形式，为了增强蒸馏的效率，可以选择效率更加高的机器。其中有一种分子蒸馏的形式，这种形式比较新颖，之所以出现了分离的情况主要就是借助物质分析运动的差异性。分子蒸馏这样的一种形式是在高真空情况下产生，所以对于温度要求降低，并且所消耗的时间比较短，取得的效果也比较显著，这样也可以显著的增强生物油的稳定性。通过采取分子蒸馏技术可以将生物质热解油分离成轻质、中质以及重质，在进行分析之后能够看出，分子蒸馏能够将生物质热解油里面的不同的化合物进行分离。

二、生物质热解油的精制

生物质热解油的氧化性比较强，并且有着比较多的极性基团，通过比较能够看出生物质热解油的物化性质较差，所以热值不会过高，当进行加热的时候对于温度要求比较高，比较容易产生聚合反应，当进行储存在的时候，由于时间的增加会出现分层的情况，所以需要降低生物质热解油里面的氧含量，当进行精制之后，生物质热解油才可以使用动力设施。

2.1催化加氢处理

当进行催化加氢处理的时候，需要较高的压强以及比较高的温度，并且需要使用供氢溶剂以及催化剂，这样可以使得里面的氧元素以水和二氧化碳的形式去除，这样不仅可以降低里面的氧含量，也可以增强能量密度。

使用催化加氢的形式处理生物质热解油，得到的产物含氧量是比较低的，并且稳定性也比较强，不过这样的一种形式需要较高的压力，所以会增加生产的成本，并且对于设备的要求也是比较高的，不仅如此，在进行反应的时候会产生一定的问题。

2.2催化裂解

所谓的催化裂解指的就是在一般的压强下，把温度在七百度到八百度之间的生物质热解油蒸汽通过有着催化剂的床层，这样能够使得油里面的氧元素以及一氧化碳、二氧化碳以及水的形式去除，这样可以显著增强油质量。在进行催化裂解的时候会采取比较多的催化剂，并且对于催化裂解设施的要求不高，还有就是不需要使用还原性的气体。

通过使用分子筛催化剂，能够把木屑热解所产生的生物质热解油和溶剂进行混合，这样能够在反应器里面产生催化裂解。通过研究能够看出通过催化裂解得到的精制油效率比较高，并且所得的精制油有着比较多的含氧化合物，不过其他的化学物质含量会大幅度降低。对于催化剂研究能够看出，当进行反应的时候之所以会出现催化剂失活的情况是因为催化剂出现了结焦的情况。

2.3乳化处理

可以把生物质热解油和烃类进行混合使用，可以将生物质热解油当作燃料。因为生物质热解油不可以直接和烃类染料进行混合使用，可凭借表面活性剂的乳化作用来进行混合。

通过对于各种热解油和柴油进行混合所得到的乳化油的特点进行分析能够看出，要是热解油的比例比较小再和柴油进行混合的所得到的乳化油的化学性质比较稳定，并且各种参数都能够达到预期的要求。因为生物质热解油的含有比较多的氧元素，在和柴油进行混合之后乳化油热值会降低，但是能够解决燃烧不充分的情况。

2.4水蒸气重整

把生物质热解油里面的水溶系组分进行重整之后能够得到氢气或者是合成气，能够显著的增强热解油的品质，由于氢气是一种比较重要的能源，所得到的合成气能够当作制作液体产物的材料。

通过使用固定床反应器，对于生物质热解油里面的水溶性组分的水蒸气催化制氢进行了详细的分析，通过研究能够看出，要是达到了最佳的温度，会产生一定的氢气以及一氧化碳，当加入二氧化碳之后能够显著增强氢气的含量，不过要是吸收剂变成了氧化钙之后之后，要是达到了最佳温度，就会使得氢气的体积分数得到一个新的高度。

结束语

总的来说，现阶段所采取的生物质热解油精致技术是比较多的，不过对于催化加氢的要求比较高，并且成本也会显著增加；当进行催化裂解的时候催化剂比较容易出现催化剂失活的情况。不过催化酯化这样的形式对于操作要求较低，并且在进行反应的时候能够多次使用催化剂，并且可以有效地完成精制工作，所以这样的一种形式需要得到更多的重视。

参考文献：

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