Pirólisis de biomasa
Palabras clave: pirólisis de biomasa; progreso de la investigación; perspectivas de desarrollo
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La biomasa se puede utilizar de manera eficiente mediante la tecnología de conversión de energía de biomasa. de energía limpia y productos químicos, reduciendo así la dependencia humana de la energía fósil y reduciendo la contaminación ambiental causada por el consumo de energía fósil. En la actualidad, los países de todo el mundo, especialmente los países desarrollados, están comprometidos a desarrollar tecnologías de utilización de energía de biomasa eficientes y libres de contaminación para proteger sus propios recursos energéticos minerales y proporcionar una garantía fundamental para el desarrollo sostenible de la economía nacional.
La pirólisis de biomasa se refiere a una tecnología de conversión termoquímica que calienta la biomasa por encima de los 500°C sin oxidantes (aire, oxígeno, vapor, etc.). ) o sólo proporcionan oxígeno limitado, las macromoléculas de la biomasa (lignina, celulosa, hemicelulosa) se descomponen en sustancias combustibles moleculares más pequeñas (carbón sólido, gas combustible, bioaceite) mediante reacciones termoquímicas. La tasa de conversión de energía de combustible de la pirólisis de biomasa puede alcanzar el 95,5%, lo que puede maximizar la conversión de energía de biomasa en productos energéticos y aprovecharla al máximo. La pirólisis también es una etapa inicial esencial de la gasificación por combustión [1].
1 Principios de la tecnología de pirólisis
1.1 Principios de pirólisis
Desde la perspectiva de las reacciones químicas, se descubre que durante la pirólisis de las reacciones de biomasa se produce una termoquímica compleja. incluyendo escisión de enlaces moleculares, isomerización y polimerización de moléculas pequeñas. Los principales componentes de la madera, los residuos forestales y los residuos de cultivos son la celulosa, la hemicelulosa y la lignina. Los resultados del análisis termogravimétrico muestran que la celulosa comienza a pirolizarse a 52°C y, a medida que aumenta la temperatura, la velocidad de la reacción de pirólisis se acelera. A 350 ~ 370 ℃, se descompone en productos de bajo peso molecular y su proceso de pirólisis es el siguiente:
(C6H10O5)n→nC6H10O5
C6H10O5→H2O+2CH3-CO-CHO
CH3-CO-CHO+H2→CH3-CO-CH2OH
CH3-CO-CH2OH+H2→CH3-CHOH-CH2+H2O
La mitad Fibra El fosfato es el componente más inestable de la madera debido a su estructura de cadena ramificada. Se descompone a 225 ~ 325 °C y es más fácil de descomponer térmicamente que la celulosa. Su mecanismo de pirólisis es similar al de la celulosa [2].
Desde la perspectiva de la migración de materiales y la transferencia de energía, se encuentra que durante el proceso de pirólisis de biomasa, el calor se transfiere primero a la superficie de la partícula y luego desde la superficie al interior de la partícula. El proceso de pirólisis avanza capa por capa desde el exterior hacia el interior, y los componentes calentados de las partículas de biomasa se descomponen rápidamente en carbón y materia volátil. Los componentes volátiles están compuestos de gases condensables y gases no condensables, y los gases condensables se pueden condensar rápidamente para obtener bioaceite. La reacción de pirólisis primaria produce carbón de biomasa, bioaceite primario y gases no condensables. Los volátiles en las partículas de biomasa porosa se agrietarán aún más para formar gases no condensables y bioaceite secundario térmicamente estable. Al mismo tiempo, cuando el gas volátil abandona las partículas biológicas, también pasa a través de los componentes del gas circundante, donde se craquea y descompone aún más, lo que se denomina reacción de craqueo secundario. El proceso de pirólisis de biomasa finalmente forma bioaceite, gases no condensables y biomasa [3, 4].
1.2 Proceso básico de la reacción de pirólisis
Según el cambio de temperatura y las condiciones del producto del proceso de pirólisis, se puede dividir en etapa de secado, etapa de precalentamiento, etapa de descomposición sólida y etapa de calcinación. .
En la etapa de secado de 1.2.1 (la temperatura es de 120 ~ 150 °C), el agua de la biomasa se evapora y la composición química del material permanece casi sin cambios.
En la etapa de predescomposición de 1.2.2 (la temperatura es de 150 ~ 275 ℃), la reacción térmica del material es obvia, la composición química comienza a cambiar y los componentes inestables de la biomasa como la hemicelulosa descomponerse en dióxido de carbono, monóxido de carbono y una pequeña cantidad de ácido acético. Las dos etapas anteriores son etapas de reacción endotérmica.
1.2.3 Etapa de descomposición sólida (temperatura 275 ~ 475 °C), la etapa principal de la pirólisis, las sustancias experimentan diversas reacciones físicas y químicas complejas, produciendo una gran cantidad de productos de descomposición. El producto líquido resultante contiene ácido acético, alquitrán de madera y metanol (que precipita al enfriarse son CO2, CO, CH4, H2, etc.); En los productos gaseosos, aumenta el contenido de componentes inflamables. Esta etapa libera mucho calor.
1.2.4 Etapa de calcinación (temperatura 450 ~ 500 ℃), la biomasa utiliza el calor suministrado desde el exterior para quemar carbón, reduciendo la materia volátil en el carbón y aumentando el contenido de carbono fijo. Esta es una etapa exotérmica. . De hecho, los límites de las cuatro etapas anteriores son difíciles de definir claramente y los procesos de reacción en cada etapa se cruzarán entre sí [5, 6].
2 Proceso de pirólisis y factores que influyen
2.1 Tipo de proceso de pirólisis
Desde la perspectiva de la velocidad de calentamiento de la biomasa y el tiempo necesario para completar la reacción, La biomasa El proceso de pirólisis de materiales se puede dividir básicamente en dos tipos: uno es pirólisis lenta y el otro es pirólisis rápida. En la pirólisis rápida, cuando el tiempo de reacción es muy corto (< < 0,5 s), también se denomina pirólisis rápida. Según las condiciones de operación del proceso, el proceso de pirólisis de biomasa se puede dividir en tres tipos: pirólisis lenta, pirólisis rápida y pirólisis reactiva. En el proceso de pirólisis lenta, se puede dividir en carbonización y pirólisis convencional [5].
La pirólisis lenta (también conocida como proceso de retorta y pirólisis tradicional) tiene una historia de miles de años y es un proceso de carbonización con el fin de producir carbón vegetal. La temperatura de calentamiento de carbonización a baja temperatura es de 500~580℃, la temperatura de carbonización de temperatura media es de 660~750℃ y la temperatura de carbonización de alta temperatura es de 900~1100℃. Coloque la madera en el horno y caliéntela en condiciones aisladas del aire para obtener una producción de carbón vegetal que represente entre el 30% y el 35% de la calidad de la materia prima.
La pirólisis rápida consiste en colocar las materias primas de biomasa trituradas en un dispositivo de pirólisis rápida y controlar estrictamente la velocidad de calentamiento (generalmente alrededor de 10 ~ 200 ℃/s) y la temperatura de reacción (aproximadamente 500 ℃). En condiciones anaeróbicas, la materia prima de biomasa se calienta rápidamente a temperaturas más altas, lo que hace que las macromoléculas se descompongan y produzcan gases moleculares pequeños, volátiles condensables y una pequeña cantidad de productos de coque. Los volátiles condensables se enfrían rápidamente hasta convertirse en un líquido fluido y se convierten en bioaceite o alquitrán. La proporción generalmente puede alcanzar entre el 40% y el 60% de la calidad de la materia prima.
En comparación con la pirólisis lenta, el proceso de reacción de transferencia de calor de la pirólisis rápida ocurre en un tiempo muy corto. El fuerte efecto térmico produce directamente productos de pirólisis, que luego se enfrían rápidamente, generalmente en 0,5 s por debajo de 350 s. °C para maximizar el producto líquido (aceite).
La pirólisis convencional consiste en colocar materias primas de biomasa en un dispositivo de pirólisis convencional, en condiciones de temperatura moderada por debajo de 600 ℃ y velocidad de reacción media (0,1 ~ 1 ℃/s), después de varias horas de pirólisis, 20 % ~ 25% de carbón vegetal de biomasa y 10% ~ 20% de bioaceite [
2.2 Factores que afectan la pirólisis
En términos generales, factores que afectan la pirólisis Los factores principales incluyen aspectos químicos y físicos. Los factores químicos incluyen una serie de reacciones primarias complejas y reacciones físicas secundarias que son principalmente la transferencia de calor y masa durante el proceso de reacción y las propiedades físicas de las materias primas. Las condiciones de operación específicas son: temperatura, características del material, catalizador, tiempo de residencia, presión y velocidad de calentamiento [10].
Temperatura +0
En el proceso de pirólisis de biomasa, la temperatura es un factor muy importante, tiene una gran influencia en la distribución, composición, rendimiento y poder calorífico del gas de pirólisis. Gran impacto. Las proporciones de gas, petróleo y carbono en los productos finales de la pirólisis de biomasa varían mucho con la temperatura de reacción y la velocidad de calentamiento. En términos generales, la pirólisis lenta de larga residencia a baja temperatura se utiliza principalmente para maximizar el rendimiento de carbono, alcanzando su rendimiento másico y su rendimiento energético el 30% y el 50% (fracción de masa) respectivamente [11~13].
Cuando la temperatura es inferior a 600 °C, los rendimientos de bioaceite, gas no condensable y carbono son básicamente los mismos a velocidades de reacción moderadas. La temperatura de pirólisis rápida está en el rango de 500 ~ 650 ℃, que se utiliza principalmente para aumentar el rendimiento del bioaceite, y el rendimiento del bioaceite puede alcanzar el 80% (fracción de masa). La misma pirólisis instantánea, si la temperatura es superior a 700°C, se utiliza principalmente para producir productos gaseosos con un rendimiento del 80% (fracción de masa) a velocidades de reacción muy altas y tiempos de residencia en fase gaseosa muy cortos. Cuando la velocidad de calentamiento es extremadamente rápida, la hemicelulosa y la celulosa casi no producen carbono [5].
2.2.2 Influencia de los materiales de biomasa
El tipo, la estructura molecular, el tamaño de las partículas y la forma de la biomasa tienen un impacto importante en el comportamiento de pirólisis de la biomasa y la composición del producto[3]. Este efecto es bastante complejo, interactúa con características externas como la temperatura de pirólisis, la presión, la velocidad de calentamiento, etc., y afecta el proceso de pirólisis en diferentes niveles y grados. Debido a que la lignina es más difícil de descomponer que la celulosa y la hemicelulosa, los carbonizados con más lignina generalmente producen más carbón. Sin embargo, si hay más hemicelulosa, el rendimiento de coque es menor.
Entre los componentes de la biomasa, el producto líquido obtenido de la pirólisis de la lignina tiene el mayor poder calorífico; entre los productos gaseosos, el poder calorífico del gas obtenido de la pirólisis del xilano tiene el mayor valor [5].
El tamaño de las partículas de la biomasa es el factor decisivo que influye en la velocidad de pirólisis. Cuando el tamaño de partícula es inferior a 1 mm, el proceso de pirólisis está controlado por la velocidad cinética de la reacción, mientras que cuando el tamaño de partícula es superior a 1 mm, el proceso de pirólisis también está controlado por fenómenos de transferencia de masa y calor. La capacidad de transferencia de calor de las partículas grandes es peor que la de las partículas pequeñas, y la temperatura dentro de las partículas aumenta lentamente, es decir, las partículas grandes permanecen en la zona de baja temperatura durante más tiempo, lo que afecta la distribución de los productos de pirólisis. A medida que aumenta el tamaño de las partículas, aumenta el rendimiento de carbono sólido en el producto de pirólisis. Desde la perspectiva de obtener más bioaceite, el tamaño de las partículas de biomasa debería ser menor, pero esto sin duda provocará dificultades en la trituración y cribado. De hecho, basta con elegir partículas de biomasa de menos de 1 mm.
El impacto de los catalizadores
Los investigadores utilizaron diferentes catalizadores para mezclar en experimentos de pirólisis de biomasa, y diferentes catalizadores tienen diferentes efectos. Por ejemplo, los carbonatos de metales alcalinos pueden aumentar la producción de gas y carbono, reducir la producción de bioaceite, promover la liberación de hidrógeno en la materia prima, aumentando así la relación H2/monóxido de carbono en el producto del aire. K+ puede promover la producción de gas y carbono. Generación de CO y CO2, pero casi no afecta la producción de H2O. El NaCl puede promover la generación de H2O, CO y CO2 en la reacción de la celulosa. El hidrocraqueo puede aumentar el rendimiento del bioaceite y hacer que el aceite tenga un peso molecular menor.
Además, se tiene en cuenta el tiempo de residencia de los productos obtenidos por la reacción de las materias primas en el reactor, la velocidad de enfriamiento del gas producido por la reacción, el tamaño de las partículas de las materias primas, etc. , también tiene un cierto impacto en la proporción de producción de carbono, gas combustible y bioaceite (el gas precipita después del enfriamiento) [5].
Tiempo de retención
El tiempo de residencia en la reacción de pirólisis de biomasa se divide en tiempo de residencia en fase sólida y tiempo de residencia en fase gaseosa. Cuanto más corto sea el tiempo de residencia en la fase sólida, menor será la proporción de productos sólidos de pirólisis, mayor será la cantidad total de productos y más completa será la pirólisis. A una temperatura y velocidad de calentamiento dadas, cuanto más corto sea el tiempo de residencia en la fase sólida, menos productos en fase sólida y más productos en fase gaseosa en los productos de conversión de la reacción. En términos generales, el tiempo de residencia en fase gaseosa no afecta el proceso de reacción de pirólisis primaria de la biomasa, sino que solo afecta el proceso de reacción de pirólisis secundaria del bioaceite en el producto líquido. Cuando los productos primarios de la pirólisis de la biomasa entran en la fase gaseosa alrededor de las partículas de biomasa, el bioaceite sufrirá más reacciones de craqueo. En el reactor térmico, cuanto mayor sea el tiempo de residencia de la fase gaseosa, más grave será el craqueo secundario del bioaceite. La reacción de craqueo secundario se intensificará y liberará H2, CH4, CO, etc. , lo que resulta en una rápida disminución de los productos líquidos y un aumento de los productos gaseosos. Por lo tanto, para obtener el máximo rendimiento de bioaceite, el tiempo de residencia de la fase gaseosa debe acortarse para permitir que los productos volátiles abandonen el reactor rápidamente y reducir el tiempo de craqueo secundario del alquitrán [3 ~ 5].
Presión
La presión afectará el tiempo de residencia de la fase gaseosa, afectando así el craqueo secundario y, en última instancia, la distribución de los productos de pirólisis. A medida que aumenta la presión, la energía de activación de la biomasa disminuye y la tendencia decreciente se desacelera gradualmente. Bajo una presión más alta, la tasa de pirólisis de la biomasa aumenta significativamente, la reacción es más violenta y el tiempo de residencia de los productos volátiles aumenta, lo que resulta en un mayor craqueo secundario, pero a baja presión, los volátiles pueden abandonar rápidamente la superficie de las partículas, lo que limita la secundaria; aparición de craqueo, lo que aumenta la producción de biopetróleo [14, 15].
Velocidad de calentamiento
La velocidad de calentamiento tiene una gran influencia en la pirólisis. En general, tiene efectos tanto positivos como negativos sobre la pirólisis. A medida que aumenta la velocidad de calentamiento, el tiempo correspondiente para que las partículas del material alcancen la temperatura requerida para la pirólisis se acorta, lo que favorece la pirólisis pero, al mismo tiempo, la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior de las partículas se hace mayor, lo que aumenta; afectará la pirólisis interna debido al efecto de retraso de la transferencia de calor. A medida que aumenta la velocidad de calentamiento, el retraso de temperatura se volverá más grave, la resolución de la curva termogravimétrica y la curva térmica diferencial disminuirán, y las curvas de pérdida de peso del material y de tasa de pérdida de peso se moverán al área de alta temperatura. La velocidad de pirólisis y la temperatura característica de pirólisis (temperatura de inicio de pirólisis, temperatura de pirólisis más rápida y temperatura final de pirólisis) aumentan linealmente con el aumento de la velocidad de calentamiento. Dentro de un cierto tiempo de pirólisis, una velocidad de calentamiento lenta prolongará el tiempo de residencia de los materiales de pirólisis en la zona de baja temperatura, promoverá la deshidratación y carbonización de la celulosa y la lignina y conducirá a un aumento en el rendimiento de carbono. Los rendimientos de gas y biopetróleo dependen en gran medida del resultado de la competencia entre las reacciones primarias de generación de volátiles y las reacciones secundarias de craqueo del biopetróleo. Un calentamiento más rápido aumenta el tiempo de residencia de los componentes volátiles en un ambiente de alta temperatura, promueve el craqueo secundario, reduce el rendimiento de bioaceite y aumenta el rendimiento de gas [16 ~ 18].
3 Estado actual de la investigación de la tecnología de pirólisis
3.1 Estado de la investigación nacional
En comparación con algunos países europeos y americanos, la investigación sobre pirólisis de biomasa en Asia y China comenzó relativamente temprano Noche. En los últimos diez años, el Centro de Investigación de Energía de Biomasa del Instituto de Investigación Energética de Guangzhou, la Universidad de Zhejiang, la Universidad Forestal del Noreste y otras unidades han realizado algunos trabajos en esta área.
El Centro de Investigación de Energía de Biomasa del Instituto de Investigación Energética de Guangzhou estudia principalmente el mecanismo del proceso de conversión termoquímica de materiales y la tecnología de utilización termoquímica. Los contenidos de la investigación son los siguientes: (1) Investigación sobre el mecanismo de pirólisis en entornos de alta energía: gasificación por pirólisis por plasma, pirólisis supercrítica, etc. (2) Investigación sobre nuevos procesos de gasificación: gasificación a alta temperatura, gasificación rica en oxígeno, gasificación con vapor de agua, etc. (3) Integración y aplicación del sistema de tecnología de gasificación: nuevos dispositivos de gasificación, sistemas de generación de energía de gasificación, etc. (4) Combustión de gasificación de biomasa y combustión directa: tecnología de combustión de gasificación, tecnología de combustión de pirólisis, combustión directa, etc.
Centrándose en las enormes ventajas potenciales de la tecnología de lecho fluidizado en la utilización a gran escala de energía limpia de biomasa, la Universidad de Zhejiang desarrolló con éxito un reactor de licuefacción de pirólisis de biomasa basado en tecnología de lecho fluidizado a finales del siglo pasado. Sobre la base de experimentos exitosos anteriores, en vista de las deficiencias del proceso de pirólisis y licuefacción de biomasa existente, como la baja utilización de energía y productos líquidos no clasificados, se adoptó un esquema de diseño único para desarrollar un dispositivo de clasificación de pirólisis integrada de biomasa para preparar combustible líquido. , se obtuvieron los efectos de diversos parámetros operativos sobre el rendimiento y la composición de los productos de pirólisis de biomasa, que es adecuado para la producción a gran escala y la sustitución de combustibles líquidos. Actualmente se están realizando investigaciones sobre tecnología profunda y aplicaciones ampliadas.
La dirección de investigación del Centro de Investigación de Bioenergía de la Universidad Forestal del Noreste es: dispositivo de licuefacción y pirólisis rápida de biomasa de cono giratorio. Después de una serie de depuraciones, experimentos y mejoras, se exploraron algunas reglas y experiencias de diseño básicas. En la actualidad, la fabricación del equipo ha finalizado y está a punto de entrar en la etapa de prueba, sentando una base sólida para futuras mejoras de equipos y promoción de tecnología.
Además, en términos de investigación de pirólisis rápida, la Universidad Agrícola de Shenyang, con la asistencia de la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FTO), introdujo un dispositivo de pirólisis rápida de cono giratorio de 50 kg/h de el grupo holandés BTG y llevó a cabo investigaciones experimentales relacionadas. La Universidad de Ciencia y Tecnología de Shanghai, la Universidad de Ciencia y Tecnología de China Oriental, la Universidad de Zhejiang, el Instituto de Energía de Guangzhou, la Academia de Ciencias de China, la Universidad de Tsinghua, el Instituto de Tecnología de Harbin y la Universidad de Ciencia y Tecnología de Shandong también han llevado a cabo importantes investigación experimental y actualmente estamos llevando a cabo investigaciones técnicas y de aplicaciones extendidas en profundidad. Con el apoyo de la tecnología existente, las operaciones comerciales solo utilizan sistemas de lecho transportador y lecho fluidizado circulante [19, 20].
El Laboratorio Abierto Clave de Energía Renovable del Ministerio de Agricultura de la Universidad Agrícola de Henan también ha llevado a cabo investigaciones a largo plazo sobre pirólisis de biomasa. El nacimiento de la "máquina de descoquización de gas de biomasa YNO4" resuelve los problemas de los complejos dispositivos de purificación, la baja eficiencia de descoquización y la difícil recolección de alquitrán en los equipos de pirólisis y gasificación de biomasa existentes. Tiene una estructura simple, fácil operación, operación confiable del sistema y. Bajo mantenimiento. Bajo coste y importantes beneficios económicos. Es adecuado para soportar varios dispositivos de gasificación por pirólisis de biomasa y sus aplicaciones comerciales. Se ha utilizado en 20011.
Al mismo tiempo, el laboratorio y Henan Shangqiu Lisan New Energy Co., Ltd. estudiaron la utilización integral de productos de pirólisis de biomasa y formaron equipos de soporte. De acuerdo con las características de estacionalidad y dispersión de los recursos de paja de cultivo, así como la contradicción entre las dificultades de transporte y almacenamiento, se adopta una combinación de descentralización y concentración, es decir, se construye un pequeño dispositivo de pirólisis de biomasa dentro del rango donde se almacena la paja de cultivo. fácil de recolectar, y la biomasa se utiliza en el sitio, gas material, y luego recolecta carbón vegetal, alquitrán y vinagre de madera que son fáciles de transportar, y construye múltiples plantas de procesamiento centralizadas para producir productos con múltiples usos, que son más adecuados para. las condiciones nacionales de nuestro país.
3.2 Estado actual de la investigación extranjera
La investigación inicial sobre tecnología de pirólisis de biomasa se concentra principalmente en Europa y América del Norte. Ha estado en auge desde la década de 1990. Con la mejora gradual de los dispositivos de reacción a escala experimental, se desarrollan y construyen continuamente dispositivos de pirólisis comerciales y de demostración. Algunos laboratorios e institutos de investigación famosos de Europa han desarrollado muchas tecnologías de pirólisis importantes. En la década de 1990, el lanzamiento de múltiples proyectos en el Plan Europeo de Joules de Energía y Producción de Biomasa demostró el énfasis de la UE en la tecnología de pirólisis de biomasa.
Sin embargo, los logros más influyentes se produjeron en América del Norte.
Por ejemplo, Castle Capital en Canadá amplió el reactor de ablación térmica de caucho desarrollado por BBC Company y construyó un reactor de pirólisis de ablación térmica de desechos sólidos con una capacidad de 1500 kg/h ~ 2000 kg/h. Más tarde, la Universidad de Aston en el Reino Unido y los EE. UU. Renovables. Laboratorio de Energía, Nancy, Francia,
El Grupo de Ingeniería de Reactores de la Universidad de Twente en los Países Bajos y el Grupo de Tecnología de Biomasa BTG desarrollaron el reactor de pirólisis de cono giratorio debido a su tecnología avanzada, tamaño de equipo pequeño y estructura. Compacto, ha sido ampliamente investigado y aplicado. El Instituto Hamberger de Química de la Madera ha mejorado y desarrollado la tecnología de lecho burbujeante del reactor mixto, que separa con éxito los humos condensables del gas mediante trampas electrostáticas y condensadores. ENSYN ha desarrollado y construido un dispositivo de pirólisis rápida (RTP) en Italia basado en el principio de lecho fluidizado circulante, y se han instalado y depurado algunos pequeños dispositivos experimentales en varios institutos de investigación.
La tecnología de pirólisis tradicional no es adecuada para la conversión térmica de biomasa húmeda. Para resolver este problema, muchos países europeos han comenzado a estudiar una nueva tecnología de pirólisis, la mejora hidrotermal (HTU). Disolver astillas de madera húmedas o biomasa en agua, ablandar en un recipiente de alta presión durante 65,438±05 minutos (200°C, 300 bar) y luego ingresar a otro reactor (330°C, 200 bar) para licuar durante 5 a 65,438± 05 minutos. Después de la descarboxilación, se elimina el oxígeno, lo que produce un 30 % de CO2 y un 50 % de bioaceite, que contiene solo entre un 10 % y un 15 % de oxígeno. Dutch Shell ha demostrado que se pueden obtener gasolina y nafta de alta calidad mediante catálisis. Esta tecnología puede producir aceite de alta calidad (menor contenido de oxígeno que el aceite de pirólisis) y la biomasa se puede utilizar directamente sin secar [21, 22].
4 Perspectivas y perspectivas
Ante el agotamiento de la energía fósil y la intensificación de la contaminación ambiental, es urgente encontrar nuevas energías limpias. Ahora todo el mundo está prestando atención al desarrollo y utilización de la energía de biomasa. Las perspectivas de utilización de la energía de la biomasa son muy amplias, pero la aplicación práctica real depende de si se pueden lograr avances en diversas tecnologías de conversión y utilización de la biomasa.
Con el avance continuo de la tecnología, las direcciones y enfoques de la investigación también se están ampliando. En el pasado, se centró en el tipo de reactor de pirólisis y los parámetros de reacción para maximizar el producto. En la actualidad, el proceso que combina la utilización integral de los recursos de biomasa con la optimización de la eficiencia general del sistema se considera la dirección de desarrollo para maximizar los beneficios económicos de la pirólisis y tiene un potencial considerable. Además, mejorar la calidad de los productos y desarrollar nuevos campos de aplicación también son requisitos urgentes para la investigación actual.
La investigación sobre la tecnología de pirólisis de biomasa en mi país avanza lentamente, principalmente porque la investigación se basa en una sola tecnología y carece de sistematicidad. En comparación con países como Europa y Estados Unidos, todavía hay una gran diferencia. brecha. En particular, existen lagunas evidentes en el desarrollo de reactores de alta eficiencia, la optimización de los parámetros del proceso, el refinado de productos licuados y el impacto de los biocombustibles en el rendimiento de los motores. Al mismo tiempo, todavía existen algunos problemas con la tecnología de pirólisis: el costo del bioaceite suele ser más alto que el del aceite mineral, el bioaceite es incompatible con los combustibles líquidos tradicionales y requiere un equipo especial de procesamiento de combustible; Hidrocarburo con alto contenido de oxígeno. Sus propiedades físicas y químicas son inestables. La separación de fases y la precipitación se producirán después de un almacenamiento prolongado y son corrosivas. Debido a la inestabilidad de las propiedades físicas y químicas, el bioaceite no se puede utilizar directamente en equipos eléctricos existentes y debe modificarse y refinarse antes de su uso. La calidad de los diferentes bioaceites varía mucho y no existe un estándar unificado para su uso y ventas de bioaceites, afectando su amplia aplicación. Los problemas anteriores también son cuellos de botella que dificultan la utilización eficiente y a gran escala de la biomasa [6].
En vista de las lagunas y problemas mencionados anteriormente, la investigación futura debería centrarse en cómo mejorar el rendimiento de los productos licuados, buscar tecnología de refinación eficiente, mejorar la calidad del bioaceite, reducir los costos operativos y lograr una solución integral. utilización y producción industrial de productos. Al mismo tiempo, se debe fortalecer la investigación sobre el mecanismo de la reacción de licuefacción de la biomasa, especialmente el impacto de los tipos de materias primas y diversos componentes de las materias primas en el proceso y los productos de la reacción termoquímica. Sobre la base de la investigación teórica, ampliar los equipos existentes, reducir el costo de producción del bioaceite y hacer la transición gradual a la producción a gran escala, mejorar los métodos de medición de la composición y las propiedades físicas del bioaceite, formular especificaciones y estándares unificados, desarrollar refinación de biopetróleo y nuevas tecnologías para mejorar la calidad y desarrollar catalizadores poco contaminantes y de alta eficiencia para reacciones catalíticas termoquímicas para participar en la competencia en el mercado de combustibles fósiles [23]. ?
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