生物质专题学习PPT教案.pptx
上传人:王子****青蛙 上传时间:2024-09-13 格式:PPTX 页数:81 大小:231KB 金币:10 举报 版权申诉
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一、生物油组成成分热解液体组分包括两相:水相,含有多种低分子量有机金属-氧化合物;非水相,包含许多不溶性高分子量有机化合物,尤其是芳环化合物。该相称为生物油或焦油,有重要的应用价值。水相中乙酸、甲酵和丙酮的含量比非水相中要高。浙江大学王树荣等运用GC-MS分析方法对500℃时由水曲柳制取的生物油进行分析,发现糠醛、二甲氧基苯酚、2—甲氧基、4—甲基苯酚等物质的含量比较多。中国科学技术大学对在485℃制取的玉米秆生物油进行的GC-MS分析发现,其中含量最多的有机物质分别为甲酸、甲苯、甲基已基醚等.由于生物油成分的复杂性,直接分析法很难得到详尽的分析结果。更好的方法是先将生物油分离,再对各个部分进行详细的分析,由于生物油中组分的亲水性各不相同,一个普遍采用的方法是将生物油通过水洗分为水相(60%~80%)和油相两个部分,其中水相包括水以及纤维素、半纤维素以及部分木质素裂解得到的所有水溶性物质,油相主要是高分子的木质素裂解物。华东理工大学颜涌捷等采用气相色谱、气相色谱—质谱、核磁共振等现代分析测试技术,对生物质快速热解得到的水相和油相部分分别进行了分析,发现水相主要含有水(66.1%)、乙酸(17.9%)和羟基丙酮(11.4%),油相采用正庚烷萃取,其中可溶部分采用柱层析分离再用GC-MS分析,分析发现其中主要是酚类物质,不溶部分采用NMR技术分析发现其中氧基碳的含量较高。大连理工大学徐绍平等对自由落下床快速热解杏核生物油进行了萃取—柱层析分离分析,从中分离出沥青烯、酸性馏分、C1馏分、C2馏分、C3馏分和酚类化合物,从而检测出各类有价值的有机化合物达38种之多。二、生物油的理化性质液体燃料的生物油特点:可以代替常规燃料应用于锅炉、内燃机和涡轮机上;含水率为25%时热值为17MJ/kg,相当于汽油/柴油燃料热值的40%;不能和烃类燃料混合;不如化石燃料稳定;在使用前需进行性能测定。1.水分水分含量过大的不利影响:水分对生物油的应用的有利影响:2.热值生物油的低位热值可以根据生物油中的氢元素含量进行换算不同原料和工艺制取的生物油中的水分含量差别很大,因此测量出的热值差别也很大,如上海交通大学刘荣厚等采用旋转锥反应器制取的木屑生物油的低位热值为16.595MJ/kg,华东理工大学颜涌捷等采用快速流化床制取的木屑生物油油相的高位热值为21.3MJ/kg。如果根据水分含量计算出生物油干基(无水)热值,计算结果则较为相似,如安徽理工大学陈明强等利用导向喷动床制取的木屑生物油干基热值为20.01MJ/kg,浙江大学王树荣等在流化床反应器上以水曲柳、杉木、花梨木和稻秆制取的生物油的干基热值分别为23.4、18.4、18.7和18.2MJ/kg,芬兰VTT的Oasmma等根据不同原料的生物油的热值测定总结出,硬木和软木制取的生物油干基热值分别为19~22MJ/kg和18~21MJ/kg。3.粘度生物油的粘度随水分、原料、热解工艺和生物油的组成不同而不同,其变化范围很大,如40℃时可在35~1000cP范围内变化。生物油的粘度较大,在雾化之前需要预热以降低其粘度。与所有液体燃料一样,生物油的粘度随温度升高而迅速下降,但由于生物油安定性差,加热到一定温度就会变性,即粘度随温度升高反而增大,中国科技大学测得的生物油的变性温度约为80℃,在80℃以前生物油符合牛顿流体,且粘度的对数和温度的倒数呈线性关系。4.闪点生物油闪点与其水分和挥发分含量密切相关,由于生物油水分含量较多,生物油的闪点一般小于70℃或大于100℃,而在70~100℃之间,由于生物油水分大量蒸发是很难检测到闪点。N.IMohammad等利用流化床反应器制取的棕榈壳生物油的闪点为54℃;B.M.Wagenaar等采用旋转锥反应器制取的山毛榉和橡木生物油的闪点为70℃;KaiSipila等快速热解稻草、松木和硬木获得的生物油的闪点分别为56℃、76℃和106℃。5.倾点和凝点倾点和凝点是燃料在低温下换装、运输的一个重要性能指标。N.I.Mohammad等制取的棕榈壳生物油的倾点小于-10℃;KaiSipila等快速热解稻草、松木和硬木制取的生物油的倾点分别是-36℃、-18℃和-9℃;Oasmma等指出源自于木材(包括硬木和软木)的生物油的倾点一般在-12~-33℃之间。表征液体低温特性的另一个指标是浊点,浊点是指液体燃料在降温过程中液体中出现冰晶而变浑浊的最高温度。Oasmma等在对生物油进行降温过程中,直至生物油不能流动都没有发现浊点现象,并指出这可能是由于生物油颜色的缘故而未能发现。6.固体颗粒和灰分生物质热解过程使得原料中的金属元素都浓缩到灰分中,因此,生物油固体颗粒中的金属含量是生物质原料的6~7倍,这些固体颗粒以及金属元素对污染物的生成以及内燃机等的腐蚀都有一定