生物质热解液化系统

作为生物炼制的重要手段之一，生物质快速热解由于具有工艺过程短、原料适应性强、反应迅速、转化率高、转化强度大等诸多优点获得了世界各国的广泛关注。我国同样十分重视生物质热解技术的研发。《可再生能源发展“十二五”规划》中指出要加快生物质热解液化及直接催化转化制备烃类燃料技术进步，规划到2015年底，形成若干生物质热化学转化产业示范区。

根据热解条件的不同，可分为碳化（慢速热解）、快速热解和高温快速热解，如表1所示。生物质经快速热解主要得到液体产物（生物油，图1），同时得到一部分固体产物（炭粉）和气体产物（燃气）。以秸秆为热解原料时，生物油的产率和热值分别为50~55%和15~16MJ/kg，炭粉的产率和热值分别为28~33%和18~20MJ/kg；若以林业废弃物为热解原料时，生物油的产率和热值分别为60~70%和16~17MJ/kg，炭粉的产率和热值分别为20~25%和20~22MJ/kg。

表1 生物质热解分类

生物质转化为生物油后，体积能量密度能够提高8~10倍，较易运输和储存，用途也变得更为广泛（图1）。它可以直接作为锅炉和窑炉燃料燃烧使用，精制提炼后可以作为车用燃料使用，还可以作为化工原料使用。在我国石油消费构成中，发动机燃料所占比例最大，其次是锅炉和窑炉等热力设备所消耗的燃料油。近年来，燃料油的价格随着原油价格上涨而上涨，导致工业燃烧用油油源趋紧、成本加大。因此，生物质快速热解获得的生物油作为工业窑炉和燃油锅炉燃料使用的市场前景非常看好。从中长期角度来看，生物油经过分离和精制后作为车用燃料使用或作为化工原料生产基础化学品，其市场前景将更加广阔。同时，生物质快速热解获得的焦炭也是一种很有应用潜力的产品，它不仅是一种优良的燃料，而且还可以进一步加工成活性炭、多孔二氧化硅或电极材料等高附加值产品。同时热解过程中产生的不凝气则可为生物质热解提供热源，实现能量自给。目前，生物质热解稳定制备生物油及提质新技术是生物质热解利用的重点发展方向。图2为生物质热解液化利用的技术路线。

图1 生物油特性

图2 生物油利用

图3 生物质热解液化技术路线