生物質熱解影響因素及技術研究進展解析

王立寧 周思彤

（吉林建筑大學 吉林長春 130118）

引言

生物質能源是一種清潔型能源，也是一種可持續發展性的能源，在當前時代，生物質能源在很多方面已經取代了石化燃料，其高效的轉換率以及潔凈利用率越來越受到全世界的關注和青睞。近年來，國內外的專家學者對生物質熱解技術，以研究開發生物質熱解技術和熱解反應器為目標，針對生物質熱解的特性和工藝技術進行了大量的深入研究。

1 影響生物質熱解的因素分析

生物質熱解技術是一門新興的技術，其熱解的過程會發生復雜的反應，但主要以裂解反應與縮聚反應為主，中間反應的途徑較多。根據國內外學者的研究，生物質熱解反應以脫水反應、脫羰反應、脫羧反應及反羥醛縮合反應為主，同時還包括纖維素、半纖維素以及木質素的裂解反應，然后經過裂解殘留物的縮聚反應，生成焦炭。

根據國內外學者的研究，影響生物質熱解的因素主要包括原材料的類型、反應器類型、加熱方式、溫度提升速率、熱解的溫度、停留的時間、原材料中的水分含量、原材料的粒徑、以及熱解的技術都在不同的程度上影響著生物質的熱解。因此，深入研究影響生物質熱解因素，對生物質能的研究開發具有極其重要的作用和價值。

2 國外針對生物質熱解技術研究的現狀分析

從上世紀七十年代開始，以美國為首的西方發達資本主義國家就開始了生物質熱解技術的研究，發展到了今天，已經形成了較為完備的技術設備和工業化生產系統。

國際能源署為了推進生物質熱解技術的開發利用，組織了美國、加拿大、英國、瑞典、芬蘭及意大利等國的十多個研究小組進行了十多年的研究工作，根據發表的報告顯示，取得的成果十分令人滿意。

美國的Georgia 工學院于1980 年開始研究引流床反應器，經過十年的研發，1989 年末成功運行，該反應器可得58%的液體產物。加拿大的Waterloo 大學于上世紀八十年代開始了生物質熱解流化床技術和反應器的研究，研究的結果交由加拿大的達茂公司進行生產，該公司的流化床生物質熱解設備日處理能力已經超過了200 噸；而加拿大的Ensyn 工程師協會則研制出來了循環流化床工藝，在歐洲的芬蘭安裝了每小時處理20 千克生物質的小規模裝置，此后，又在意大利的Bastardo 建成了每小時處理650 千克規模的示范裝置；荷蘭的Van Swaaij 和W Prins 等人于1989 年提出并著手研制旋轉錐式反應器，到1995 年，取得了初步的研究成果。而Christian Roy 博士與他的研究小組于1981 年在Laval 大學開啟了真空移動床工藝的研究，該研究于2000 年被Pyrovac 國際公司采用，在加拿大Jonquiere 建立了規模為每小時處理生物質3.5 噸的示范廠。

3 國內針對生物質熱解技術研究的現狀分析

我國在生物質熱解技術方面研究起步較晚，目前還未臻成熟，但國內的學者再參考國外技術的基礎上，也開發出了多款熱解反應器，并且在熱解技術的研發方面取得了一定的成果。例如，浙江大學在上世紀九十年代中期開始的生物質熱解研究，就是我國國內的首例研究，開啟了我國在生物質熱解方面的研究開發。此后，國內其他大學也紛紛開啟了在生物質熱解方面的研究工作，其中，山東工程學院在1999 年6 月研制出了生物油，并對其成分進行了細致的分析，這是我國國內的第一例成功研究。而中國科學院廣州能源研究所通過參考國外技術，自主研發了生物質循環流化床液化小型裝置，液體產率的結果高達63%，超過國外的研究水平。

4 生物質熱解技術研究發展的趨勢

目前，國內外對于生物質熱解技術的研究越來越廣泛，被用于熱解的生物質原材料多達幾十種，而尋找合適的原料是當前以及未來一段時間內我們研究的重點內容，這對于提高生物質能源的品質和產率具有十分重要的作用和價值。

其次，提高生物質熱解合成物的收集效率，并進行工業放大是我們亟待解決的問題。為了增加生物質能的競爭力，降低工業生產成本，我們必須在系統設計、設備制造方面進行優化創新，同時提高生物質熱解產品的品質，特別是生物油的品質，以替代傳統的煤炭和石油產品，提高清潔能源的使用。

結語

綜上所述，當前能源的日益短缺，作為清潔型可再生能源的生物質能源逐漸受到人們的重視，對其開發利用成為當前世界各國研究的主要課題。本文主要研究了生物質熱解影響因素及技術研究進展與未來發展趨勢。