生物質直接液化技術是向裝有生物質、催化劑、以水或有機物為溶劑的反應器內通入H2、CO或惰性氣體，在適當的溫度（150~400℃）和壓力（5~30MPa）下使生物質進行熱分解，進而得到液態油的技術。反應時間通常需要幾分鐘至幾小時。與快速熱解制油相比，直接液化技術可以生產出物理性質、化學性質都更為穩定的液體油。
基本介紹
- 中文名：生物質直接液化技術
- 外文名：biomass direct liquefaction technology
- 反應條件：適當的溫度和壓力
- 產物：液化油
- 特點：原料來源廣泛，預處理較簡單
- 套用：荷蘭HTU工藝
簡介,生物質直接液化特點,荷蘭HTU工藝,生物質直接液化產物及套用,
簡介
生物質直接液化技術是向裝有生物質、催化劑、以水或有機物為溶劑的反應器內通入H2、CO或惰性氣體，在適當的溫度（150~400℃）和壓力（5~30MPa）下使生物質進行熱分解，進而得到液態油的技術。生物質超臨界液化是生物質直接液化的一種。某些物質當被壓縮和加熱至臨界溫度（Tc）和臨界壓力（Pc）以上，會同時具有液化和氣體的雙重特性，此時該物質被稱為超臨界流體。超臨界流體既有與氣體相當的高滲透能力和低粘度，又兼有與液體相近的密度和許多物質優良的溶解能力。生物質超臨界液化正是利用了超臨界流體的氣液雙重特性對生物質進行液化。採用水作為超臨界流體的生物質超臨界液化，稱為水熱液化。此外，將煤與生物質共液化逐漸受到關注。有研究表明，生物質與煤共液化優於單獨液化。生物質與煤共液化時，利用廢棄生物質中含量豐富的氫，可降低煤液化的氫耗量，提高液體產品質量，同時也使生物質得到資源化再利用。影響生物質直接液化過程的因素包括：原料種類、催化劑與溶劑、反應溫度與時間、反應壓力、液化的氣氛等。
生物質直接液化特點
生物質直接液化技術具有許多優越性。原料來源廣泛，預處理較簡單。生物質快速熱解制油所用的原料需經乾燥脫水處理，使其含水率在5%以下，而直接液化法所採用的原料只需進行機械脫水。特別是當以水作為超臨界液化法的溶劑時（即水熱液化法），含水多的生物質原料可以不經過乾燥直接進行處理。這從能源利用的角度看較為有利。水熱液化可以適用更寬廣範圍的生物質原料，比如水生物質和有機污泥等。設備簡單，工業放大時可以避免許多設備上的問題。操作簡單，反應條件相對溫和，不需要極高的加熱速率和很高的反應溫度，對設備要求相對較低。液體產品質量好，與生物質快速熱解制油得到的液體產品相比氧含量較低，熱值更高。
荷蘭HTU工藝
HTU工藝是由荷蘭的生物燃料公司與Shell公司開發的，其特徵為將木材在無催化劑的條件下，僅以水熱進行液化。水熱液化的反應途徑中，鹼性催化劑的作用被認為是抑制油縮合為炭從而有利於油的穩定化。而HTU工藝則通過反應時間來控制縮合反應的進行，也可以理解為水熱下的快速熱分解。下圖1為HTU工藝流程。該試驗裝置成功連續運行3周，該裝置設計能力為消耗原料6t/h，得到的油（生物原油）在室溫下為固體，但加熱後具有流動性。
圖1 HTU的工藝流程生物質直接液化產物及套用
生物質直接液化生成氣、液、固三種產物。氣體主要由H2、CO、CO2、CH4及C2~4烴組成，可作為氣體燃料；固體主要是焦炭，可作為固體燃料使用；液體產品即生物油成分複雜，種類有數百種之多，幾乎包括所有種類的含氧有機物，如：醚、酯、醛、酮、酚、有機酸、醇等。這是由於生物油的構成是裂解原料、裂解技術、除焦系統、冷凝系統和儲存條件等因素的複雜函式。
