热解生物油在清洁能源中的应用前景

30⑦L科技论文与案例交流热解生物油在清洁能源中的应用前景罗烨梁钟璇(贵州省遵义市环境保护监测中心站贵州遵义563300摘要:由农业林业残余物和生活生产废弃物等生物40%由生物油产生,60%由柴油产生。与燃烧柴油相比双燃料模式质热解得到的生物油,是一种新型可再生能源。本文介绍下产生的CO和碳氢化合物排放物增加,而NOx减少,且燃气轮了生物油作为供热发电能源、交通燃料和化工原料等方面机的燃烧室和叶片会积炭。的应用目前,生物油在柴油机和燃气轮机中的应用还是小规模的关键词:生物油;清洁能源;生物石灰且存在着设备腐蚀性和生物油结焦等问题。生物油发电大规模的商业应用还需要解决很多问题,如对燃料泵、衬里和发动机的燃近年来,伴随着石油能源的逐渐枯竭爆发了石油危机,导致烧喷射系统进行改进,而且要求发电机具有耐腐蚀能力。全球油价飙升。石油产品在其生产和使用过程中对人类以及整个1.1.3交通运输燃料全球环境造成了巨大的危害。能源问题已成为我国社会可持续发对生物质热解油进行催化和品位升级处理,获得高品质生物展的核心问题,开发利用新能源与可再生能源已刻不容缓。利用汽油和生物柴油,可同化石燃料一样直接用于汽车等运载工具储量巨大的生物质能发展可再生的清洁型生物燃料可以帮助缓并且生物油含硫量很低,不会造成酸雨,其它排放物均在可接受解能源危机,同时可以扭转由于化石燃料的大量使用而造成的全范围内,是一种环保型的燃料油。加拿大 Dynamotive技术能源系球环境日益恶化的趋势。利用农业林业残余物和生活生产废弃物统公司于2009年6月29日公布改质的生物油试样蒸馏分析结热解生产的生物油,作为一种新型的可再生能源,有着巨大的应果,确认其为汽油、喷气燃料、柴油和减压瓦斯油馏分,拥有开发前景,另外,生物油还可以作为生产化工产品的原料。合成烃类车用燃料的潜力。其内部独立测试分析结果表明,改质1生物油应用的生物油(UBB)为类似于原油馏分的组分混合物,总的氧含量(w)小于0.1%,热值约为45MJkg,其主要成分为C-Cm的烷烃、烯烃热解生物油是指由生物质在无氧或缺氧的环境下热解产生和芳烃的热解气经冷凝而得到的一种深棕色粘稠的、显酸性、具有刺激生物油作为交通燃料代替有限的化石燃料是需要对生物油进性气味的油状液体。热解生物油是含氧量极高的复杂混合物,几行深度的提质改性,如增加其热值、降低粘度、去处其中的酸性物乎包括所有的含氧有机物,含有大量的水、酚类、酯类、酮类、醛质和残炭物质等。另外还需要对各种运载工具的燃机进行改进。类、酸类等。热解生物油的化学组成不仅与原料种类密切相关,而12作为化工原料且还与热解条件有关。生物油热解方式一般按加热速率的快慢可12.1提炼化学以分为快速热解法和慢速热解法。两种热解方式所需要的仪器设人们已经从生物油中鉴别出了三百多种化合物,主要是木质素、纤维素和半纤维素的热解衍生物,有乙酸、丙酮、左旋葡聚糖生物油是一种具有潜在的大规模商业应用前景的产品,热解羟基乙醛和羟基丙酮等等。生物油不仅可以作为燃料物质,而且还是一种重要的化工原料。由于生物油成分十分复杂,从中分离某些特殊化学物质具有科1作为能源燃料可能行,但是还没有实现大规模的生产。最有利用前景的是乙醇技11烧供热醛,是一种快速热解生物油中一种主要组分。乙醇醛是熏烤肉类论生物油中含有大量含氧化合物和水,使其热值比化石燃料油的木材烟中的活性物质,因而其受到食品调味剂生产企业的青要低,但是燃烧火焰测试表明快速热解所得生物油可以代替重油睐。美国 Red Arrow Products和RT公司已经实现了生物油中从文和轻质油在工业锅炉中应用由于生物质油含水量高,不易点燃,分离的乙醇醛。与所以点火时需要辅助燃料引燃;生物质油的粘度较高,燃料输送12生产生物油产品安系统和喷雾燃烧器也需要进行改造;另外也可以采用添加甲醇的生物油可以直接应用于生产生物油产品——生物石灰,生物例方法改牛物质油的燃特性美可再生能落实验常NB在石灰是加拿大Dm技公司推出的种高效低成本的工业锅炉上进行了生物质油的燃烧测试测试结果表明,较小容应用于燃煤中S0N排放控制的新产品生物石灰是用生物燃量的工业锅炉经一定改造后可以稳定地燃烧生物质油而且采用油+石灰,在一定的温度和压力条件下制成的一种复杂的有机钙流一定措施后CO和NOx的排放量能够控制在规定的范围内;但如盐类物质。相比于一般以石灰或石灰石作为燃煤脱硫脱氮剂,生果不采取热蒸汽过滤等措施降低生物质油中固体杂质的含量颗物石灰脱硫效率更高:通过调整生物石灰中钙含量和 biolime添粒物的排放量将是燃轻质油的两倍加剂的量,可使脱硫率达90%~95%,而且可以清除燃烧中产生12燃烧发电的大部分NOx。生物石灰具有一定的热值,燃烧产热,充分利用生与供热相比,用生物油发电具有更高的经济价值,而且易销物油作为能源燃料的同时,可以降低煤耗10%以上。而且燃烧反售、经营和运作。为了实现生物油发电需要对生物油进行改性提应可得到纯度较高的石膏(95%的硫酸钙)。质和柴油机、燃气轮机的改进。德国 Rostock大学 Strenziok等利用另外,生物油中含有大量的羰基官能团,可与含氮原料包括输出功率为75W的小型商业燃气轮机T216燃烧生物油。发现氨、尿素、蛋白质等含-NH2的物质反应生成酰亚胺和氨基化合在双燃料模式下燃气轮机输出功率为最大输出功率的73%,其中物,这样可以生产含10%氮素的生物油产品,研究表明这种生物(下转第36页)《资源节约与环保》2014年第7期36⑦科技论文与案例交流泥中的石油,又可以降低污油泥对环境的危害性,符合国家“无害阝5张刚李留任,郝瑞芬等.含油泥砂资源化处理方法研究及存在的化、减量化、资源化”的环境保护政策,符合国家实现“节能、降耗、问题石油地质与工程,2008,221):104-106.减污、增效”的目标,符合清洁身要求。申建平,含油污泥的处理与利用油气田环境保护,19944(3):参考文献16-20周高华芳善如张剑鸣等含油污泥脱水设备与技术J化工机阿6杨锋,康利伟刘芳等.陇东油田含油污泥处理技术油气田环械。2003,30(5):306-311境保护,2008.18(1):30-322]徐如良张小芳黄水港大型油罐底泥自动清理及资源化处理⑦李凡修.含油污泥无害化处理及综合利用途径肌油气田环境保石油化工环境保护,2002,25(4):26-30护,1998,8(3):42-443]张秀霞耿春香马成武溶剂萃取-蒸汽蒸馏法处理含油污泥作者简介上海环境科学,200019(5):228-229姬涛(1981—),女,汉,硕士,山西原平人,中级工程师,主要4李建柱李晓欧,封瑞江,刘杰,李东胜等油泥及其处理工艺发展从事环境影响评价工作现状小炼油技术与工程,2009,39(12)上接第29页)能级,也取决于热能、机械能的需要量。在废水处理中,能量的需热和功指代释放的热和做功的生化潜能要一般与两个因素有关:一是污染质的去除量,二是废水的流量。242好氧单元分析方法的建立对废水进行处理,最基本的目标就是在废水中去除有机物在废水的生物处理反应中,微生物能够充分利用废水中的有并且在处理前,对可生化的有机物进行浓缩和稳定。也因此,废水机物,有机污染物能够和硝酸盐、氧分子结合,释放出的能量一部处理中最主要的能源依据就是可生化降解的有机物。对于容易腐分用于微生物同化作用的耗能,另一部分用于维持微生物自身的烂的有机物而言,采取生物化学反应或者热化学反应是比较好的生存耗能。方法。由于废水中有机物的成分非常复杂,许多有机物的结构目前化学能在表示上常常采用氧含量的形式,这是为了稳定主要都是未知的,现有的检测手段难以检测出具体状况。所以,在计算能源的需求。在分析工作中,常常引入化学需氧量和化学潜能两废水中所含的化学能时,不能找出全部的有机物分子式。而在能个参数。然而,在城市废水中,会出现许多难以降解的有机物,大源计算上,往往将电能转化为一次能源。概占据有机物总数量的一半。好在工业废水通过生化方式进行降解的比例很大,基本上可以实现全部降解。3结语24建立技能指标的平衡分析方法废水生物处理系统中的好氧单元和厌氧单元为主要研究241厌氧单元分析方法的建立对象,通过数学模型的应用和单物质区域的观察,对生物系统中对于厌氧单元而言,在平衡的条件下,最终产物是甲烷的化的碳、氮、磷等元素进行物质流和能量流分析,从而建立起废水生学潜能要考虑在内,而二氧化碳则不含化学能。所以,厌氧系统的物处理系统中好氧单元和厌氧单元的物质流、能量流平衡分析方能量平衡在理论上可以表示为:BEP有机物=CFP细胞+CEP甲法。使用该方法,能够对好氧单元和厌氧单元的物质和能量的流烷+CEP热和功。其中,BEP有机物指代有机物的生化潜能,CEP向进行合理有效的分析,从而为废水生物处理系统的正常运行提细胞指代细胞的生化潜能,CEP甲烷指代甲烷的生化潜能,CEP供科学依据,不断促进废水处理工业的稳定持续发展(上接第30页)技油产品可以级慢的释放其中的氯素,可以作为一种新型的缓释用成为可能论(2)生物质热解技术还有待发展,以尽量增加生物油的产量以减少对地表水的污染。而且由于含有大量的木质素热解产物,品质,并降低生产成本文可以增加土壤有机碳含量,并作为一种碳汇体,对于农业和环境3生物油在生产、处理、运输和利用过程中产生的环境健康上都有重要意义。和安全问题需要更多的关注、研究和解决。案2前景展望4需要建立健全整套关于生物油的标准和规范,为生物油的例广泛的发展应用提供支持。生物质热解生物油作为一种新型的清洁能源,在中国有着巨5需要国家去鼓励和支持生物油的研究生产和消费交大的发展应用前景。中国是一个农业大国每年要产生7亿t的秸参考文献流秆,其只有1亿作为何料.亿被就地焚烧还有4亿没有陆强朱锡锋李全新等生物质快速热解制备液体燃料化学被好好利用甚至废弃。另外,每年还有2亿t的林业废弃物未被好进展2007107:1064-1071好利用并构成火灾隐患。如果能将4亿t农业秸秆和2亿t的林12梁伟张琦王铁军生物油燃烧技术200业废物用于生产生物油,按每吨生物质生产05生物油计算,可3 zernik s, Bridgwater a\. Overview of applications of biomass fast以得到3亿t的生物油。3亿t生物油的热量值与可与12亿t的 pyrolysis oillJ] Energy&Fncl.200.182:590-598石油燃料相当。但是目前,由于生物油生产应用技术还不成熟,生(4 appa a a, Samolada M o, latridis D K,etal. iomass pyrolysis in物质热解生物油要取得大规模的应用,还需要更多的研究在以下 a circulating fluid bed reactor for the production of fuels and chemicals些方面进行投入:I. Fuel,2002,8l(16:2087-209(1.热解生物油与传统燃料相比还存在这许多缺点,需要对生5王凤旵,王君陈明功等生物油的特性及其应用研究进展机生物油进行精制改性提升生物油的品质,才能使得生物油大规模应物质化学工程2004201)344《资源节约与环保》2014年第7期