国际能源网讯:美国缅因大学的团队于2012年1月29日宣布,已经开发出一种新方法,在大气压力下和无需采用催化剂,可使木质素快速热解成为有附加价值的化学品和燃料。这一成果已在美国化学学会杂志《能源和燃料(Energy & Fuels)》上予以报道,该方法为木质素传统的快速热解提供了改进,通过在热解前向进料中添加甲酸钙盐而实现改善。
木质素是木本生物质的重要组成部分,在纸浆厂和森林生物炼制厂中是大量的产品物流。木质生物质的木质素成分范围按能量计量在15m%~30m%之间。
目前,只有一小部分木质素是用来作为低档产品,如分散剂或结合剂,其余则作为燃料烧掉。尽管木质素不易化学变化,但在将木质素转化为有价值的化工产品方面已使人们重新感到兴趣,包括气化为燃料的过程,生成纳米结构碳基材料和液体化学品。在致力于生产液体化学品的方法中,通过在缺氧的情况下进行中间加热,可用相当简单的热解方法使木质素破解为更小的片段,并生产被称为生物油的液相。
尽管木质素热解取得了一些成功,但为推进这一技术仍然有几个显著的障碍,包括连续的加工,存在加料/结块问题和液体产率太差。
研究人员发现,在快速热解时,从木质素中以脱除氧的金属形式添加甲酸,有利于从甲酸钙的共分解就地产生氢。
他们取得了高达33%的液体产率,含有高热值为41.7 MJ/kg的石油产品,其O / C比为0.067,并含有大量芳烃。
初步数据表明,取得较高的液体产率是有可能的,取决于热解反应器中甲酸盐浓度和优化的停留时间。此外,木质素的加料/结块问题出现缓解。相对于其他方法,甲酸盐辅助快速热解需向过程中添加甲酸(钙可被回收)。但是,可能的是,在生物炼制厂中的其他过程可产生甲酸,同时,其优势包括在大气压力下操作,可连续运行,并且没有催化剂。这种方法可以在上游加工策略中扩展应用到其他生物质原料。