本研究是吉林省科技厅发展重点项目“生物质热裂解制取生物油技术”(课题编号:20000320)的一部分,在以自行开发研制的以流化床反应器为主体的生物质热裂解系统成功制取生物油试验的基础上开展的。 本文详细归纳了国外及我国生物质热裂解制取生物油技术的研究现状,并且对国内外关于生物油组成成分的研究现状进行了系统地总结。从可持续发展的观点来看,生物质热裂解制取生物油技术有良好的发展前景。 对生物质原料的散粒体特性进行了分析,主要包括原料的粒径、堆积密度和休止角。生物质原料的散粒体特性对流化床反应器以及整个装置系统的设计都是非常必要的,它们也是生物质热裂解实验研究过程中的重要影响因素。采用范式洗涤纤维法对不同种类生物质原料的组成成分进行了测定。 利用现代精密仪器对试验所制取的生物油进行物理特性分析,主要包括生物油的密度、pH值、粘度和热值,并进行了相关方面的对比分析;利用现行组分分析的先进分析方法GC-MS对生物油的组分进行了分析,比较了不同工况条件下和不同原料所生成生物油成分的组成情况。通过生物油的成分分析解释了生物油高含氧和高含水特性。另外,根据生物油的成分分析可以确定出品质好、产油率高的生物油,为生物质快速热裂解制取生物油技术试验参数的确定提供可靠的数据。 为了优化生物油的产量和品质,本文结合国外在这方面已取得的一些成果,从定性上对相关生物质原料化学组成成分的热裂解反应机理做了粗略的探讨。 总之,有关生物质热裂解制取生物油方面的这些基础性研究,为生物质热裂解技术提供了第一手数据,对现有生物质热解装置的设计、试验工况参数的优化、产物的预测以及试验设备的扩大化等都具有非常重要的意义。