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中科院用秸稈直接合成高品位內燃機燃油

   2007-06-11 中國科學院網中國科學院網

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核心提示:近日,理化技術研究所采用自主設計的工藝路線和自行研制的裝置,成功地進行了生物質直接脫氧合成高品位內燃
  近日,理化技術研究所采用自主設計的工藝路線和自行研制的裝置,成功地進行了生物質直接脫氧合成高品位內燃機燃油50噸/年規模的中試試驗,合成燃油的大部分指標均優于實驗室小試水平,生物質轉化率高達理論值的80%,產率達到12-16%,合成燃油化學成份與礦產標準柴油相近,熱值與標準柴油相當(45兆焦/升),氧含量小于0.5%,硫含量小于0.001%。這標志著我國在生物質直接合成高品位內燃機燃油技術上有了新的重大突破。
 
  內燃機燃油的主體成份(烷烴、環烷烴、芳香烴)來源于礦產石油,由于石油資源的漸趨枯竭,人們開始探索利用生物質液化出內燃機燃油的新途徑。生物質由碳水化合物、木質素(碳、氫、氧化合物)組成,它與石油元素組成的最大區別在于生物質內含有近50%的氧,因此最大限度地利用生物質原有的氫、碳元素,以不外加氫和不生成水的脫氧液化方法為前提的技術路線,是直接合成高品位內燃機燃油的關鍵。
 
  理化技術研究所楊正宇研究員領導的研究組,在“十五”國家863計劃和中科院三期創新重要方向性預先啟動課題的支持下,先后開展了生物質直接合成內燃機燃油的小試和中試研究,取得了利用生物質能直接合成內燃機燃油的系列技術突破。該技術實現了生物質的直接脫氧,碳和氫元素的重組以及固、液、氣三相產物的一步法合成與分離,反應溫度小于380℃,反應壓力小于2.6兆帕/平方厘米;反應過程需要的熱源可采用自產可燃氣和少量的自產燃油供給,能耗不足自產能量的五分之一;固體殘渣小于10%,殘渣內沒有有害物質,可回田作為肥料,也可以作為建材原料。該技術工藝流程簡單,易于操作且適應性強,現已對15種生物質(如稻草、麥秸、棉花秧、大豆秧、落葉、玉米稈、紅薯秧、花生秧、油料作物秸稈、木屑、果殼等)原料進行了中試試驗,均獲得理想的試驗結果。根據中試試驗數據初步分析,利用生物質直接合成高品位內燃機燃油經濟上是可行的。
 
  我國每年產生農林廢棄物約15億噸,其中秸稈7.2億噸,另外還有大量不易耕種糧食、油料作物,但可種植能源植物的土地1億公頃,為生物質直接合成高品位內燃機燃油奠定了取之不盡的資源保障。特別是生物質是唯一含碳、氫元素的可制備高品位的內燃機燃油的可再生能源。利用生物質直接合成高品位內燃機燃油不僅可為我國的燃油來源提供一條新途徑,而且還有助緩解三農問題和環境污染問促進我國能源、經濟以及社會的可持續發展發揮作用。
 


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