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时间:2019-12-15 04:30:19 作者:免费白菜体验金论坛 浏览量:67688

绑定手机认证送彩金  从当前研究进展来看,生物质原油气化生产合成气技术路线总体上尚处于开发阶段,未得到工业化装置规模的验证,但借助于重油、渣油的成熟气化技术,生物质原油的气化在技术发展上是有前途的,关键是要解决好设备材质与腐蚀问题。

  装置尺寸较传统流化床小,因而相同处理能力时投资略省。缺点是,如何克服或减少砂粒在高温情况下高速循环对设备造成的摩擦损耗。

  装置尺寸较传统流化床小,因而相同处理能力时投资略省。缺点是,如何克服或减少砂粒在高温情况下高速循环对设备造成的摩擦损耗。

  催化裂解是将生物质原油或经催化加氢后的大分子组分在催化剂的作用下裂解成小分子物质的过程,一般与催化加氢手段联合使用。杨浩等利用模型化合物及HZSM一5分子筛催化剂对生物质原油催化裂化的精制机理做了探讨与研究;张会岩等通过对生物质原油两段加氢后的产物进行不同条件的催化裂解制取烯烃与芳香烃的试验,探索该手段深加工的可行性。一些科研人员正在尝试一种新的处理思路,即在高压、中温条件下,对生物质原油催化裂化,脱除部分氧的同时,使C、H、O进行选择性重组,从而提高有机相价值,这对催化剂提出了更高的要求。重组后的有机相期望可与化石原油实现混炼。

,见下图

  UOP公司2012年开发了深度加工技术,先把生物质原油中的氧通过催化加氢脱掉,再通过催化裂解和异构化反应制取生物燃料。该公司还计划将这一技术在示范工厂中应用。加拿大滑铁卢大学利用两段催化加氢脱氧,提高热值替代燃料油使用,或与化石原油掺炼,实验室路线已基本打通。

  (3)生物质原油精制加工成车用燃料或化学品,是实现其自身价值的最好的应用方式,也是最终的发展趋势,但技术难度很大。生物质原油气化或与重油等共气化制备合成气技术开发因具有良好的技术基础条件,后续合成技术也比较成熟,因此建议优先开发。

,见下图

  (2)催化裂解

  生物质快速热解得到的生物质原油,常温下为黑褐色的液体,稍显黏稠,有刺鼻的烟熏气味,pH2-4,密度约为1.2g/mL,低位热值15~16MJ/kg。生物质原油化学成分较为复杂,主要以酸、酚、酮、醛、醇、糖、芳香烃等形式存在,其水分含量15%~30%,氧含量35%以上,随原料不同,成分有所差异。表1、表2中分别列出了某生物质原油的物理特性及元素组成。

  2.2.4温和提质

,如下图

  生物质原油组成复杂,分离、处理难度大。但其主要含C、H、O3种元素,因此通过高温气化的方式制取合成气,进而通过费托工艺合成化学品或燃料,也是生物质原油有效利用的重要途径之一。中海油新能源公司会同华东理工大学曾对生物质原油气化工艺做了模拟研究。模拟采用的原料主要元素组成见表2,采用气流床气化炉、纯氧气化剂,气化温度1240℃,气化压力6.5MPa,模拟气化结果如表3所示。结果显示,生物质原油气化生产合成气技术上是可行的,但与煤气化相比,由于生物质原油的价格较高,在当前能源结构形式下,经济性尚无竞争优势。

  1生物质热解技术国内外发展现状

如下图

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  从20世纪90年代沈阳农业大学引进旋转锥技术进行生物质热解试验开始,国内研究一直持续,据不完全统计,研发高峰时国内有十六七家科研机构开展过研究。目前仍然有不少单位在从事该项研究。

  对生物质原油进行精制,加工成车用燃料或化学品,是实现其自身价值的最好的应用方式。目前主要研究的技术包括催化加氢、催化裂解。

,见图

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  华中科技大学煤燃烧国家重点实验室2007年完成了生物质热解液化小试装置研发,生物质处理量为2kg/h。在进行处理量百公斤级放大实验装置设计的过程中,采用了与上述2家研发单位不同的理念,即设计撬装式移动液化装置,尽量克服因生物质原料收集困难造成的推广不便。但后续进展未见报道,也没有推广的装置在运转。

  总体看来,经过近20年的努力,生物质快速热解液化技术在世界范围内已经较为成熟,具备了工业化推广的技术条件。尽管不同的热解工艺与装置还存在一些问题,如机械磨损、密封等,但并不妨碍该技术的推广应用。

生物质快速热解技术进展和发展前景分析

  1生物质热解技术国内外发展现状

  装置尺寸较传统流化床小,因而相同处理能力时投资略省。缺点是,如何克服或减少砂粒在高温情况下高速循环对设备造成的摩擦损耗。

  2生物质原油特点及利用技术发展现状

  (2)催化裂解

  中国科学技术大学生物质洁净能源实验室朱锡锋教授团队于2006年研制成功了自热式流化床热解液化装置,每小时可处理100余公斤生物质原料。

  从目前几种温和提质技术的探索研究情况看,初级分离的工艺复杂,分离后的成分还需进一步处理,成本较高;乳化处理工艺较简单,但储存稳定性及乳化液性能尚需进一步提高,作为燃料使用仍受到一定限制;酯化的催化剂性能不完善,酯化反应速率缓慢,提高了酯化的复杂性。但作为有效而简单的提质手段,温和提质技术探索还应进一步加大研究力度。

  对生物质原油进行精制,加工成车用燃料或化学品,是实现其自身价值的最好的应用方式。目前主要研究的技术包括催化加氢、催化裂解。

  (1)生物质快速热解制取生物质原油技术是生物质能量富集的有效手段之一,特别是生物质原油特有的元素组成,成为唯一可能替代化石原油的可再生能源,未来发展前景看好。

绑定手机认证送彩金  燃料油是原油加工过程中的一种成品油,低位热值40MJ/kg以上,常用作电厂、船舶、冶金、工业锅炉、窑炉等的燃料。据统计,2010-2014年期间,我国各类燃料油年均产量为2286.2万t,年均进口量2358.9万t,进口份额较大,且呈每年上升的趋势,因此以生物质原油替代部分燃料油作燃料,成为研究方向之一。

  催化加氢是生物质原油精制加工研究的主要方向,即在催化剂存在下,将氧以水形式除去。目前催化剂多采用Co—Mo/Al2O3、Ni—Mo/Al2O3、Ru/C、Pt/C等。由于生物质原油热稳定性较差,因此多在较低温度下进行,或经两步加氢来实现,这也一定程度上增加了反应的难度。

  2生物质原油特点及利用技术发展现状

  中国科技大学黄蜂等在低温情况下考察了不同均相催化剂的催化加氢效果;华南理工大学朱富楠等利用Pt/C催化剂将生物油中轻组分馏分段经过两步加氢,成功制取了醇类含氧液体燃料,提升了油品质量;郑州大学赵鸿杰等利用间歇式反应釜,对实验室制取的生物质原油进行了催化加氢研究,在250℃、10MPa、Ru/C反应条件下,得到了氢质量分数11.6%、热值39.4MJ/kg的精制油,氧含量降低至质量分数10%以下,但收率较低,只有40%左右。

  从目前几种温和提质技术的探索研究情况看,初级分离的工艺复杂,分离后的成分还需进一步处理,成本较高;乳化处理工艺较简单,但储存稳定性及乳化液性能尚需进一步提高,作为燃料使用仍受到一定限制;酯化的催化剂性能不完善,酯化反应速率缓慢,提高了酯化的复杂性。但作为有效而简单的提质手段,温和提质技术探索还应进一步加大研究力度。

  装置尺寸较传统流化床小,因而相同处理能力时投资略省。缺点是,如何克服或减少砂粒在高温情况下高速循环对设备造成的摩擦损耗。

  2.1生物油的物理化学性质

1.  2生物质原油特点及利用技术发展现状

  荷兰btg公司利用荷兰屯特大学(University of Twente)独特的旋转锥反应器技术,将生物质原料和固体热载体快速混合发生热解反应,固体热载体与半焦等分离后继续循环使用。该工艺特点是设备体积较小,投资较低,而且反应过程不使用载气,有效减少了后续冷凝器的负荷,因而提高了系统热效率。该公司在马来西亚与云顶集团合作建设了一套日处理量50t棕榈壳的旋转锥热解液化示范装置,于2005年投产,所产的生物质原油供燃烧发电试验和提质研究。荷兰btg公司也曾在中国进行热解技术的推广,主要面向发电厂、生物质能源开发企业。

  该装置在实验室采用多种生物质原料进行了热解试验,其中使用木材为原料时,生物质原油总收率最高可达70%。2007年该技术在安徽某生物能源有限公司进行放大试验,装置加工能力提升至800~1000kg/h。该项目的实施标志着我国的快速热解技术获得了较大的突破,因而引起了当时国家层面的高度关注。

  生物质原油替代燃料油仅是其初级应用,从经济性来看,竞争力不强。生物质原油的盈利销售价格为1200—1300t,按可比热值计,折算为燃料油售价为3000~3250元/t。根据近10年的原油一燃料油价格相关联数据测算,对应石油原油价格为80~86美桶。亦即,当原油价格低于80美元/桶时,生物质原油当作燃料油使用,经济性并不好。

  (1)生物质快速热解制取生物质原油技术是生物质能量富集的有效手段之一,特别是生物质原油特有的元素组成,成为唯一可能替代化石原油的可再生能源,未来发展前景看好。

2.

  1.2国内发展现状

  生物质快速热解液化技术是热化学转化方法中的一种,是生物质在完全缺氧或在少量氧存在的情况下受热分解为液体、气体和固体产物的过程。与传统热裂解技术相比较,生物质快速热解液化具有加热速率高、停留时间短、热解温度较低等特点。

  生物质原油固有的元素组成是在可再生能源领域最接近化石原油组成的液体,因而一经出现,就受到重点关注,被认为是化石原油未来较为理想的替代物,但由于其热值低、化学成分复杂、酸性强、氧含量高、物理性质不稳定等因素影响,其应用受到一定限制。目前应用研究主要集中在以下几个方面。

3.  生物质原油组成复杂,分离、处理难度大。但其主要含C、H、O3种元素,因此通过高温气化的方式制取合成气,进而通过费托工艺合成化学品或燃料,也是生物质原油有效利用的重要途径之一。中海油新能源公司会同华东理工大学曾对生物质原油气化工艺做了模拟研究。模拟采用的原料主要元素组成见表2,采用气流床气化炉、纯氧气化剂,气化温度1240℃,气化压力6.5MPa,模拟气化结果如表3所示。结果显示,生物质原油气化生产合成气技术上是可行的,但与煤气化相比,由于生物质原油的价格较高,在当前能源结构形式下,经济性尚无竞争优势。

  3结论与建议

  3结论与建议

  美国太平洋西北国家实验室、中科院广州能源研究所、华中科技大学等也在实验室条件下,探索考察了不同气化条件下生物质原油的气化情况。

  美国太平洋西北国家实验室、中科院广州能源研究所、华中科技大学等也在实验室条件下,探索考察了不同气化条件下生物质原油的气化情况。

4.  3结论与建议

  对生物质原油进行精制,加工成车用燃料或化学品,是实现其自身价值的最好的应用方式。目前主要研究的技术包括催化加氢、催化裂解。

  生物质快速热解得到的生物质原油,常温下为黑褐色的液体,稍显黏稠,有刺鼻的烟熏气味,pH2-4,密度约为1.2g/mL,低位热值15~16MJ/kg。生物质原油化学成分较为复杂,主要以酸、酚、酮、醛、醇、糖、芳香烃等形式存在,其水分含量15%~30%,氧含量35%以上,随原料不同,成分有所差异。表1、表2中分别列出了某生物质原油的物理特性及元素组成。

  从当前研究进展来看,生物质原油气化生产合成气技术路线总体上尚处于开发阶段,未得到工业化装置规模的验证,但借助于重油、渣油的成熟气化技术,生物质原油的气化在技术发展上是有前途的,关键是要解决好设备材质与腐蚀问题。

  (1)催化加氢

(中海油研究总院,北京100028)

  1.1国外发展现状

  (1)催化加氢

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  生物质快速热解得到的生物质原油,常温下为黑褐色的液体,稍显黏稠,有刺鼻的烟熏气味,pH2-4,密度约为1.2g/mL,低位热值15~16MJ/kg。生物质原油化学成分较为复杂,主要以酸、酚、酮、醛、醇、糖、芳香烃等形式存在,其水分含量15%~30%,氧含量35%以上,随原料不同,成分有所差异。表1、表2中分别列出了某生物质原油的物理特性及元素组成。

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