生物油
bio-oil
定義:生物質(zhì)通過隔絕氧氣條件下熱裂解后冷凝或高壓液化產(chǎn)生的油狀液體??捎脕砩a(chǎn)燃料或化學品。
學科:化工_生物質(zhì)制油_基本概念
相關(guān)名詞:熱解 熱解氣 生物炭
圖片來源:視覺中國
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生物油又稱熱解油或生物燃油,是一種新型的、可再生的生物質(zhì)液體燃料。它以農(nóng)林廢物、生活垃圾等生物質(zhì)為原料,經(jīng)過熱化學轉(zhuǎn)化工藝裂解、分離、冷凝而獲得,主要通過熱解液化工藝制備。生物油可在一定程度上代替石油,但因其含水率高、含顆粒雜質(zhì)、黏度大、穩(wěn)定性差、有腐蝕性等,給用于柴油機帶來了很多困難。
生物油中的水分主要來源于原料自身以及熱解過程中的脫水反應。較高的含水率會降低生物油的熱值,但有利于降低生物油的黏度,提高生物油的流動性與穩(wěn)定性,進而提高生物油的霧化和燃燒效率。含水率25%的生物油具有17兆焦耳/千克的熱值,相當于同等質(zhì)量的汽油或柴油熱值的40%。由于生物油的密度較大,1.5升生物油的能量與1升化石燃油的能量相當。
生物油一般具有較強的酸性,這主要是生物質(zhì)在熱解(特別是半纖維素分解)過程中生成大量有機酸(如甲酸、乙酸等),有機酸冷凝后進入生物油中,使之具有腐蝕性,限制了生物油的應用。但酸性環(huán)境不利于多酚成分的聚合,有利于生物油保持穩(wěn)定。
生物油在熱解過程中的物理化學變化和液體內(nèi)部的化學反應可能導致大分子形成,人們不希望這種情況發(fā)生,尤其在它用作燃料的時候。生物油中分子的形成過程復雜且難以量化,反應的全過程近似為物理變化。考慮到聚合物與平均分子量相關(guān),黏度就成為生物油最明顯的物性參數(shù),而且黏度也是燃料質(zhì)量的重要指標,它直接影響生物油的流動和霧化。通常認為,應將生物油存放在密閉容器中,暴露在空氣中是有害的。
生物油來源于生物質(zhì),是一種綠色資源。與化石燃料相比,它的碳足跡較低,可減少溫室氣體排放。目前,生物油的生產(chǎn)成本相對較高,經(jīng)濟性有待提升,一些關(guān)鍵技術(shù)(如催化劑的選擇、反應條件的優(yōu)化)仍需進一步研究和完善。
責任編輯:張鵬輝