生物油(bio-oil)

生物油(bio-oil)的生产材料来原里,木质纤维素生物质是最丰富和最便宜的可持续碳来源,可用作生产可再生燃料和商品化学原料,木质纤维素生物质的快速热解可以产生一种叫做热解油的可再生液体燃料,这是目前由生物质生产的最便宜的液体燃料。

生物质的快速热解已被证明比基于气化和发酵过程的生物质转化技术便宜两到三倍。

然而,生物油是低质量的燃料,不能用于传统的汽油和柴油燃料发动机,因为生物油不能与石油衍生燃料混溶,主要是因为它们的高氧含量[高达60重量%(wt%)]。热解油面临的其他挑战是其酸性和含水量(25到50%),并构成一种乳化液,在储存时将相分离。

其中各种有机组分的含量及其来源分布大致如下:

生物油(bio-oil)各种有机组分的含量及其来源分布
各种有机组分的含量及其来源分布

可见,通过热解获得的生物油化学性质非常复杂,目前还没有作为运输燃料所期望的特性。

事实上,由于生物油的含氧和含水量高,并且具有很强的腐蚀性(pH2-4)和高粘性,化学稳定性差,也不能与传统石油基运输燃料混溶。使其转变为有用的能源材料,显然需要该类产品进行广泛升级。

目前主要以加氢提质或者通过利用其中的高含量醛酮类有机物以醛醇缩合反应作为生物油脱氧升级的方式。但其运行成本因需有大量氢气参与反应,可能暂时也难以成为赢利产品,何况过程中还有大量的技术难题需要克服。

最近一种转化方式可能具有重要的参考价值,即生物油进行简单的蒸馏处理,在蒸馏出部分轻组分的同时,使其中的其他活性组分进一步反应,在粘度不断增高的同时将其转化为生物炭(bio-coal)。

这是一种含氧量较低,热值大幅提高,脆性很强的固体物质,其基本组成与褐煤相似,但其中的灰分含量较低,特别适合气化、燃烧、甚至作为生物碳源材料进一步转化领用。

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