生物油中酚類產物是否是生物油成為燃料汽油的阻礙?

時間 2021-06-06 12:22:49

1樓:郭浩強

告訴你乙個通俗易懂的答案,生物油中的酚類產物,主要看其分子量的大小,分為單體酚和二聚體,以及三聚體等,分子量越大,粘度越大,越不適合在傳統發動機中使用

2樓:牽小猴

我這幾年做裂解生物油(bio-oil)方面的產品研發,說說我所了解的情況。我只使用生物廢料如玉公尺秸稈、工業木質素等,通過高溫裂解,得到生物油、生物碳和永久氣體,工作內容主要是改進工藝、進行產品開發。此貼不涉及玉公尺等澱粉類通過發酵工藝製備乙醇,或者在菜籽油等基礎上酯化製備生物柴油等內容。

生物油中的苯酚類化合物來自木質素的分解,由於其本身的高粘度、高閃點屬性確實對生物油作為汽油新增類燃料(drop-in biofuels)或者直接在經過改裝的鍋爐中燃燒供熱構成障礙。但毒性本身並不直接影響燃燒應用,更關鍵的油料屬性在於:是否能夠完全霧化燃燒、燃燒是否充分以及抗震屬性(辛烷值)等。

除了前面提到的高粘度(流動和霧化效能差)、高閃點(不易點燃)之外,不利的屬性還包括:

1. 燃燒值低:我新開發了分級冷凝直接脫除裂解水的工藝,得到幹的生物油,含水量1%,從樹皮鋸末以及工業木質素得到的幹生物油其高位燃燒值 30-34 MJ/kg,略高於乙醇的燃燒值 29.

7 MJ/kg。燃燒值相對汽油、柴油等C-H化合物(Hydrocarbons)低很多是由於其自身的含氧量所導致的。有不少人在做催化脫氧加氫方面的工作,但無疑要做到經濟適用,前路漫漫。

2. 強酸性:纖維素和半纖維素的裂解產生大量醋酸,即使是在我採用的工藝中,將大量的醋酸等小分子在最後與裂解水一道冷凝下來,幹的生物油中仍然呈中等酸性(pH = 5 - 5.

5)。如果生物油是作為燃料,則這些酸性物質將腐蝕管道和發動機。另外,如果不進行分級冷凝,則生物油的pH通常在3左右,含水量通常在25-35%之間。

3. 不穩定性:造成生物油不穩定性的原因包括裂解不完全導致生物油中含有大量裂解木質素(pyrolytic lignin,這些裂解木質素會在一定程度上再度聚合)、灰分沉積(由於採取的工藝不同,有些工藝不可避免的會因為「熱過濾」hot filtration效率不佳而導致灰分流出反應器系統,混雜在生物油中)以及水中酸的輔助作用(如果含有大量水和醋酸,氫根離子會催化再度聚合反應的反應)。

在我看來,生物質裂解製備生物油、然後再作為普通燃料(非高階燃料如航空煤油等),是不經濟的,怎麼也不如直接氣化發電來的實際(如果有童鞋感興趣,氣化發電存在的一些技術問題,另外再扯吧)。如果是高溫裂解製備生物油,自然有更經濟的出路,那就是走製備化學品(chemicals)這條路。相應的,基於生物碳的產品開發也是很有必要的,是製備過程經濟性的乙個重要保障,對於工業木質素的利用更是如此。

3樓:

關於原理部分請見我上乙個關於石油煉製過程中的酚類影響的回答。

這個問題據我理解,苯酚雖然具備很大毒性,但是不是生物油成為燃料汽油的阻礙,因為對於苯酚的處理有很成熟的工藝,生物油的問題主要在於政策和經濟性。中國地少人多,糧食還不夠消費,哪有地讓你去大規模推廣生物柴油。關於經濟性的問題我自己沒有做過分析,但是聽乙個搞過這個行業的朋友說,如果沒有國家補貼,生物柴油基本上活不下去。

以上說的不一定對,希望其他人糾正,我也順便學習。

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