李文斌 鄭志鋒 鄭云武 盧 怡 黃元波

( 1. 西南林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，云南 昆明 650233；2. 林業(yè)生物質(zhì)資源高效利用技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心；西南地區(qū)林業(yè)生物質(zhì)資源高效利用國(guó)家林業(yè)和草原局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南 昆明 650233；3. 廈門(mén)市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物質(zhì)高值化技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

（廈門(mén)大學(xué)），福建省生物質(zhì)高值化技術(shù)工程研究中心（廈門(mén)大學(xué)），廈門(mén)大學(xué)能源學(xué)院，福建 廈門(mén) 361102)

生物質(zhì)熱解因與現(xiàn)有石油化工轉(zhuǎn)化系統(tǒng)有極大的相似性，已成為生物質(zhì)轉(zhuǎn)化的重要手段，在世界范圍內(nèi)引起了極大重視[1]，如美國(guó)已于近期開(kāi)始重點(diǎn)利用熱解（熱化學(xué)）手段進(jìn)行生物質(zhì)轉(zhuǎn)化的研究工作，取得了一系列重大研究成果，其中經(jīng)熱解獲得的生物油以高溫氣態(tài)形式催化重整制備液體燃料或化學(xué)品的研究尤其受到關(guān)注[2]。開(kāi)展高效的生物質(zhì)高效轉(zhuǎn)化利用技術(shù)，對(duì)于實(shí)現(xiàn)國(guó)家生物質(zhì)能源、生物基材料與生物基化學(xué)品等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)，緩解我國(guó)能源、資源與環(huán)境緊張局面，增強(qiáng)科技創(chuàng)新能力，促進(jìn)農(nóng)村和山區(qū)的新農(nóng)村建設(shè)，都具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

1 生物質(zhì)快速熱解

快速熱解在溫和的溫度、較短的蒸氣停留時(shí)間和較高的升溫速率下發(fā)生，利于生物油的形成，但其升溫速率并不像閃速熱解那樣高[3]。近年來(lái)，快速熱解技術(shù)在生物質(zhì)轉(zhuǎn)化上得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，使得生物油在儲(chǔ)存和運(yùn)輸方面具有顯著的優(yōu)勢(shì)?？焖贌峤饧夹g(shù)與其他工藝相比，投資成本低，能源效率高，特別是在小規(guī)模的研究中更為顯著?？焖贌峤獾谋貍涮卣靼╗4]：1）原料顆粒較細(xì)，用來(lái)保證高升溫速率和熱傳導(dǎo)性；2）熱解溫度保持在500～600 ℃，熱解氣停留時(shí)間少于2 s；3）熱解蒸氣需要冷凝處理，且通常要求多級(jí)冷凝處理，熱值大致為18～21 MJ/kg。

2 熱解反應(yīng)器

我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，每年有大量秸稈、木屑、生物質(zhì)廢棄物等產(chǎn)生，使得生物質(zhì)快速熱解工藝在我國(guó)已經(jīng)開(kāi)始了初步的商業(yè)化、規(guī)?；瘧?yīng)用?？焖贌峤夥磻?yīng)器的應(yīng)用是整個(gè)熱解工藝過(guò)程中最重要的一環(huán)，其類(lèi)型較多（表1）。任何一個(gè)快速熱解反應(yīng)器設(shè)計(jì)或選擇都是以提高傳熱速率，減少停留時(shí)間，減少二次裂解，提高產(chǎn)品品質(zhì)，易放大，處理粒徑較廣為前提。

表 1 熱解反應(yīng)器類(lèi)型與特點(diǎn)Table 1 Types and characteristics of pyrolysis reactors

3 熱解影響因素

3.1 原料種類(lèi)

原料特性在熱解過(guò)程中的影響已成為學(xué)術(shù)界研究工作的焦點(diǎn)，原料對(duì)熱解行為和生物油產(chǎn)率的影響主要是其三大組分的含量以及所含生物量決定的。目前，研究工作的關(guān)鍵是如何同時(shí)實(shí)現(xiàn)降低原料成本和提高生物油的質(zhì)量和產(chǎn)量，最終實(shí)現(xiàn)降低轉(zhuǎn)化成本。Chang等[15]研究不同生物質(zhì)的熱解行為時(shí)發(fā)現(xiàn)，棕櫚（Trachycarpus fortunei）仁殼熱解生物油的主要成分是苯酚，其來(lái)源是木質(zhì)素?zé)岱纸獾玫降南愣勾歼M(jìn)一步分解而得。松木（Pinusspp.）屑熱解生物油的主要產(chǎn)物是乙酸，其來(lái)源是原料中的纖維素和半纖維素直接裂解而產(chǎn)生。

3.2 溫度

生物質(zhì)快速熱解過(guò)程受到許多因素的影響，其中熱解溫度起著主導(dǎo)性作用[16]。熱解過(guò)程中溫度的作用是為生物質(zhì)分子中化學(xué)鍵的裂解提供能量，生物質(zhì)轉(zhuǎn)化效率隨著溫度的升高而提高。大量的實(shí)驗(yàn)討論了溫度對(duì)生物油產(chǎn)率的影響，研究表明，獲得較高的液體產(chǎn)率的溫度在450～550 ℃[15]。Tsai等[17]研究發(fā)現(xiàn)稻殼的熱解溫度從 400 ℃（11.26%）變化到500 ℃（35.92%）時(shí)，生物油產(chǎn)率增加了24.66%；而在500 ℃之后，隨著溫度的升高，產(chǎn)率以較低的速率增加，在800 ℃時(shí)產(chǎn)油率達(dá)到40%。Lazzari等[18]的研究表明芒果（Mangifera indica）種子在450～650 ℃溫度范圍內(nèi)，生物油產(chǎn)率較高，在650 ℃（38.8%）達(dá)到最大值。溫度的升高會(huì)增加生物油的產(chǎn)率，但在極高溫度下生物油中的揮發(fā)分發(fā)生二次裂解使得生物油產(chǎn)率降低，氣體產(chǎn)率升高[19]。Jung等[20]將竹子在流化床反應(yīng)器中進(jìn)行熱解，當(dāng)溫度從350 ℃提高到405 ℃時(shí)，生物油產(chǎn)率由56%提高到72%，繼續(xù)升溫至510 ℃時(shí)，生物油產(chǎn)率反而降到61%。不同的生物質(zhì)原料獲得的最大生物油產(chǎn)率所需的溫度不同，稻殼[12]、棕櫚[21]、地中海薊（菊科）（Cynara cardunculus）[22]、甘蔗（Saccharum officinarum）渣[23]、開(kāi)心果（Pistachiospp.）殼[24]、楊樹(shù)（Populusspp.）[25]分別在 450 ℃（70%）、500 ℃（72.4%）、400 ℃（56.23%）、600 ℃（46.3%）、550 ℃（20.5%）、455 ℃（69%）條件下達(dá)到最大值。

3.3 升溫速率

在生物質(zhì)熱解過(guò)程中，升溫速率對(duì)生物油的產(chǎn)率和組成也起著至關(guān)重要的作用。Onay等[26]研究了油菜（Brassica napus）籽在升溫速率分別為100、300、800 ℃/min時(shí)的情形，結(jié)果表明100～300 ℃/min隨著升溫速率的升高，生物油產(chǎn)率提高了58%左右，升溫速率超過(guò)300 ℃/min時(shí)，產(chǎn)油率的增長(zhǎng)可忽略不計(jì)。Tsai等[17]研究了稻殼熱解時(shí)，將升溫速率由100 ℃/min升到500 ℃/min過(guò)程中，生物油產(chǎn)率在200 ℃/min時(shí)達(dá)到最大值，繼續(xù)升高速率，生物油產(chǎn)率基本保持不變。Uzun等[27]的研究結(jié)果指出較高的升溫速率使得大豆餅在熱解時(shí)生物油產(chǎn)率顯著增加；升溫速率從5 ℃/min增加到700 ℃/min時(shí)，生物油產(chǎn)率提高了23.36%。Pütün等[28]研究了煙草（Nicotiana tabacum）殘余物熱解行為，當(dāng)升溫速率為7 ℃/min時(shí)，最高產(chǎn)油率為27%，將升溫速率提高到300 ℃/min時(shí)，生物油產(chǎn)率為37%。由此可以看出高的升溫速率會(huì)使得大量的原生揮發(fā)性物質(zhì)從固體原料中流出，從而提高生物油產(chǎn)率。Debdoubi等[29]研究了升溫速率對(duì)熱解的影響，發(fā)現(xiàn)隨著升溫速率的增加，油品的熱解率增加，反應(yīng)速率和H/C比增加、O/C降低，促進(jìn)了熱解油產(chǎn)率的提高。Hassen-Trabelsi等[30]研究了廢棄動(dòng)物脂肪的熱解行為，將升溫速率從5 ℃/min提高到15 ℃/min時(shí)，生物油產(chǎn)率從80%下降到5%。由此可以看出升溫速率變化引起的熱解行為也與原料組成有關(guān)。Uzun等[27]的研究表明，隨著升溫速率的增加，生物油中水含量逐漸降低，可以獲得了較高質(zhì)量的生物油。這主要是因?yàn)榭焖偕郎啬芤种贫蚊撍磻?yīng)，減少了生物油中的水分含量。

3.4 蒸氣停留時(shí)間

生物質(zhì)在熱解過(guò)程中會(huì)形成大量的蒸氣，熱解蒸氣易發(fā)生裂解、再聚合和焦炭殘?jiān)倏s合的二次反應(yīng)，從而降低生物油的產(chǎn)率[31]。因此，從反應(yīng)區(qū)迅速清除蒸氣是減少二次反應(yīng)的必要條件。N2是一種惰性氣體，且價(jià)格便宜被常用來(lái)清除熱解過(guò)程中產(chǎn)生的蒸氣[32]。熱裂解過(guò)程中N2氣體流量越大，熱裂解區(qū)的蒸汽停留時(shí)間越短。Onay[33]以紅花（Carthamus tinctorius）種子為原料，對(duì)比分析了靜態(tài)條件和固定床反應(yīng)器中以100 cm3/min的吹掃氣流量下生物油的產(chǎn)率，結(jié)果顯示在靜態(tài)條件下產(chǎn)油率可達(dá)44%，而當(dāng)吹掃氣流量為100 cm3/min時(shí)，產(chǎn)油率達(dá)到了67%左右。Asadullah等[34]觀察到棕櫚仁殼在流化床中熱解時(shí)，當(dāng)N2流量從1 L/min增加到2 L/min，生物油產(chǎn)率提高了14%。Pattiya等[35]的研究表明隨著氣體流量從1 L/min增加到1.5 L/min時(shí)，生物油產(chǎn)率提高，但增加到3 L/min時(shí)，生物油產(chǎn)率基本不變。對(duì)熱解過(guò)程中N2流量大小的分析表明，惰性氣體流量的增加可以促進(jìn)生物油產(chǎn)率的提高。然而，過(guò)高的氣體流量使得蒸氣不完全凝結(jié)而降低了生物油的產(chǎn)率，從而增加了熱解過(guò)程中的氣體產(chǎn)率。此外，在熱解未完成之前，過(guò)高的氣體流量可能將部分生物質(zhì)從反應(yīng)器中清除出來(lái)，進(jìn)而影響生物油的產(chǎn)率和品質(zhì)。

3.5 粒徑效應(yīng)

熱解過(guò)程中的傳熱是困難的，因?yàn)樯镔|(zhì)是熱量的劣質(zhì)導(dǎo)體。顆粒的大小可以影響到生物油的產(chǎn)率，在熱解過(guò)程中如何解決傳熱問(wèn)題至關(guān)重要。與大顆粒相比，細(xì)顆粒具有較大的比表面積，較高的加熱速率、較小的質(zhì)量和熱限制以及較低溫度下易裂解等優(yōu)勢(shì)。Isahak等[19]得出了類(lèi)似的結(jié)論，但也提出粒徑減小的同時(shí)成本會(huì)升高。Encinar等[22]和Uzun等[27]分析了甘蔗渣、石竹（Dianthus chinensis）的熱解行為，提出了顆粒大小為2 mm的原料顆粒不影響生物油的產(chǎn)率。因此，生物油的產(chǎn)率實(shí)際上是獨(dú)立的，或者不依賴(lài)于顆粒的大小。另一方面，Shen等[36]將原料顆粒從1.5 mm降至0.3 mm時(shí)，生物油產(chǎn)率提高了12%～14%。Kang等[37]還指出，在流化床反應(yīng)器中，隨著放射性松木熱解產(chǎn)物粒徑的減小，生物油產(chǎn)率有所提高。Abnisa等[38]在棕櫚殼熱解過(guò)程中觀察到相反的結(jié)果，當(dāng)粒徑從0.5 mm增加到2 mm時(shí)，生物油產(chǎn)率增加了69.6%。一般情況下，熱解首選的原料粒徑較小，因?yàn)樗麄兛梢愿旌透鶆虻募訜?。然而，在熱解過(guò)程中，由于微小顆粒的分解，會(huì)降低生物油的產(chǎn)率，使得熱解蒸氣有足夠的時(shí)間進(jìn)行二次反應(yīng)，從而增加了氣體的產(chǎn)率，降低了生物油的產(chǎn)率[39]。Onay等[40]在固定床反應(yīng)器中熱解油菜籽時(shí)原料粒徑在0.60～1.25 mm范圍內(nèi)獲得了較高的生物油收率（可達(dá)68%），同時(shí)也得出使用較大或較小的顆粒均會(huì)對(duì)生物油產(chǎn)率產(chǎn)生不利影響。生物油的產(chǎn)率因原料顆粒大小和生物質(zhì)的種類(lèi)的不同而變化，通常在閃速熱解中，需要小的顆粒易于生物質(zhì)分解。在文獻(xiàn)中理想生物質(zhì)尺寸總能發(fā)現(xiàn)相互矛盾的信息，使得將某一具體參數(shù)推廣到熱解系統(tǒng)是很困難的。同時(shí)，生物質(zhì)粒度的降低與球磨成本有關(guān)，應(yīng)予以考慮。因此，生物質(zhì)最佳的粒度沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，主要由原料的類(lèi)型和熱解設(shè)備決定。

3.6 反應(yīng)時(shí)間

反應(yīng)時(shí)間是生物質(zhì)在規(guī)定的熱解溫度下維持的時(shí)間。在非持續(xù)工藝操作中，反應(yīng)時(shí)間必須足以達(dá)到工藝中所需的要求。在較長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)，熱解蒸氣會(huì)發(fā)生二次反應(yīng)，包括炭化、氣化和熱裂解，導(dǎo)致生物油產(chǎn)率降低[41]。此外，反應(yīng)時(shí)間對(duì)熱解反應(yīng)器的設(shè)計(jì)步驟也起到至關(guān)重要的作用。Tsai等[17]在固定床快速熱解稻殼過(guò)程中，反應(yīng)時(shí)間從1 min增加到2 min，生物油產(chǎn)率有所提高。然而，隨著反應(yīng)時(shí)間繼續(xù)增大，觀察到生物油產(chǎn)率略有下降。A??kal?n 等[42]以開(kāi)心果殼為原料，反應(yīng)時(shí)間為10 min時(shí)，生物油產(chǎn)率為52.96%；20 min時(shí)為53.08%；隨著反應(yīng)時(shí)間的增加，50 min內(nèi)下降到50.13%；但從固體產(chǎn)率的恒定值表明，反應(yīng)時(shí)間在10 min內(nèi)熱解過(guò)程基本完成。因此隨著反應(yīng)時(shí)間的增加，生物油產(chǎn)率呈現(xiàn)出先增大后降低的趨勢(shì)，但隨著反應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)所需成本也就越高。

3.7 生物量

生物量由木質(zhì)素、半纖維素、纖維素和小部分無(wú)機(jī)物質(zhì)組成。由于土壤、生物質(zhì)生長(zhǎng)年齡或種植條件的不同，同一生物量可能具有不同的組成[43]。熱解產(chǎn)物的組成和生物油的產(chǎn)率取決于這些成分的變化。一般而言，纖維素和半纖維素含量較高的生物質(zhì)比木質(zhì)素含量高的生物油產(chǎn)率高，因?yàn)槟举|(zhì)素分解困難，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較高，焦炭產(chǎn)率較高[44]。木質(zhì)素含量較高的生物質(zhì)，較高的升溫速率和熱解溫度有利于其分解，提高生物油產(chǎn)率。Quan等[45]在500 ℃時(shí)研究了生物質(zhì)組分的熱解行為，結(jié)果表明纖維素?zé)峤馍镉彤a(chǎn)率為18.67%，半纖維素?zé)峤馍镉彤a(chǎn)率為30.83%，木質(zhì)素?zé)峤馍镉彤a(chǎn)率為0.5%。生物質(zhì)中存在的揮發(fā)分物質(zhì)會(huì)影響熱解過(guò)程，易揮發(fā)和反應(yīng)較快利于生物油的產(chǎn)生。Jung等[20]研究了稻草和竹子中揮發(fā)性物質(zhì)對(duì)生物油產(chǎn)率的影響，結(jié)果顯示揮發(fā)性物質(zhì)含量較高的生物質(zhì)，生物油產(chǎn)率較高?；曳衷谏镔|(zhì)熱解時(shí)對(duì)生物油的組成及產(chǎn)率也有一定的影響。高灰分的生物質(zhì)在熱解時(shí)抑制了生物油產(chǎn)率，增加焦炭和熱解氣體的產(chǎn)率；鈉元素和鉀元素對(duì)生物油可以起到一定的還原作用；灰分中的銨鹽可以促進(jìn)焦炭的形成，會(huì)極大地影響生物油的產(chǎn)率[46]。Abdullah等[21]的研究表明，當(dāng)灰分含量從5.36%降至1.03%時(shí)，生物油產(chǎn)率從34.71%提高到61.34%。熱解過(guò)程中對(duì)生物油組分和產(chǎn)率影響的另一個(gè)關(guān)鍵因素是生物質(zhì)中的水分。生物油所含水分的含量取決于生物質(zhì)原料的生長(zhǎng)條件及收集方式，生物油中的水分是原料在熱解過(guò)程中脫水反應(yīng)的結(jié)果。對(duì)于原料中存在的水分標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格是不大于10%，這樣才可以使生物油中的水含量達(dá)到最小化。但從另一方面講，生物油中水分含量高，不僅可以降低生物油的熱值，還可以提高生物油的穩(wěn)定性，降低生物油的黏度[47]。

3.8 進(jìn)料率

連續(xù)熱解過(guò)程中的另一個(gè)重要參數(shù)是進(jìn)料率。進(jìn)料率對(duì)生物油組分分布和生物油產(chǎn)率的影響完全取決于反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)[34]。進(jìn)料速率較低使得熱解過(guò)程中生物質(zhì)受熱分解速度較快，促進(jìn)氣體和有機(jī)蒸氣的生成。然而，由于低進(jìn)料率下氣相的形成比進(jìn)料速度快，揮發(fā)分停留時(shí)間要長(zhǎng)得多，這意味著揮發(fā)分有足夠的時(shí)間重新聚合，從而形成越來(lái)越多的焦炭，降低了生物油產(chǎn)率。另一方面，較長(zhǎng)的停留時(shí)間有助于熱解氣相組分的二次裂解生成新的氣體或其衍生物。進(jìn)料速率較高，蒸氣停留時(shí)間較短，使得熱解蒸氣的二次裂化和重新聚合不易發(fā)生，炭和產(chǎn)氣量較低[34]。Wu等[48]的研究表明，生物質(zhì)進(jìn)料率的提高，可產(chǎn)生更多的冷凝蒸氣和縮短了蒸氣在反應(yīng)器中的停留時(shí)間，防止二次裂解反應(yīng)的發(fā)生，提高了生物油的產(chǎn)率。Kim等[49]研究了棕櫚殼在進(jìn)料率為10 g/min和5 g/min的條件下的熱解行為，得出進(jìn)料率越高，生物油產(chǎn)率越高。Heo等[31]對(duì)稻殼進(jìn)行快速熱解時(shí)，進(jìn)料率由1.5 g/min改為2.5 g/min，生物油增加了約45%～50%。Asadullah等[34]對(duì)棕櫚殼進(jìn)行熱解，設(shè)定進(jìn)料率在3 ～10 g/min范圍內(nèi)，得到10 g/min時(shí)生物油產(chǎn)率最大。

3.9 物料預(yù)處理

生物質(zhì)預(yù)處理能真正消除生物質(zhì)中的礦物質(zhì)。與原生生物質(zhì)相比，預(yù)處理后的生物質(zhì)熱解后可得到較多的生物油、較少的焦炭和氣態(tài)產(chǎn)物。干燥和機(jī)械破碎是生物質(zhì)熱解前期處理最常用的手段，干燥處理可以有效的去除生物質(zhì)原料表面的水分，但對(duì)氧含量的降低基本無(wú)任何效果，而且干燥后的生物質(zhì)不易保存，易潮解[50]。研究發(fā)現(xiàn)，200～300 ℃烘焙預(yù)處理的生物質(zhì)熱解生物油的品質(zhì)有所改善[51]，烘焙預(yù)處理改變了原料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如表面性質(zhì)，孔徑等，有利于快速熱解的進(jìn)行和揮發(fā)分的析出[52]。

3.10 催化劑

催化熱解是指在原料與催化劑共混或分隔開(kāi)，利用不同催化劑的功能改變熱解產(chǎn)物的主要成分，以實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)高轉(zhuǎn)化和生物油高收率、高品質(zhì)的熱化學(xué)轉(zhuǎn)化過(guò)程。根據(jù)熱解過(guò)程中所需目標(biāo)產(chǎn)物的要求，以及為能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用，在催化劑的選擇過(guò)程中需要重點(diǎn)關(guān)注的是[53]：1）在提高生物油熱穩(wěn)定性的同時(shí)能更好的促進(jìn)二次熱解產(chǎn)物的形成，從而形成小分子可揮發(fā)性物質(zhì)，降低生物油的黏度；2）在生物油的運(yùn)輸方面需要降低醛類(lèi)產(chǎn)物的含量，目的是提高生物油的化學(xué)穩(wěn)定性；3）生物油的酸性和腐蝕性來(lái)源于酸類(lèi)物質(zhì)，所以催化劑的選擇要盡可能的降低或者抑制酸類(lèi)物質(zhì)的生成；4）提高生物油的熱值方面要考慮的是催化劑能使熱解產(chǎn)物生成更多的碳?xì)浠衔锖偷秃趿炕衔?，但要避免多環(huán)芳烴等具有致癌性產(chǎn)物的形成；5）氧元素盡量以CO或CO2的形式脫除；6）催化劑必須具有較長(zhǎng)的使用壽命、耐磨性、易運(yùn)輸和無(wú)毒性。

3.11 變量間相互作用

在生物質(zhì)熱解過(guò)程中對(duì)于工藝參數(shù)的綜合影響報(bào)道較少。在大多數(shù)研究中，參數(shù)的影響都是單獨(dú)分析的，總是保持其他過(guò)程變量不變，某一個(gè)量的變化來(lái)觀察其對(duì)熱解行為的影響。Isa等[54]采用響應(yīng)面方法分析了生物油收率優(yōu)化過(guò)程，回歸分析結(jié)果表明，生物油收率受升溫速率、熱解溫度、粒徑和熱解反應(yīng)時(shí)間等因素的影響，而氣體流量與其他變量的相互作用對(duì)生物油產(chǎn)率影響不大。實(shí)驗(yàn)得出熱解溫度接近500 ℃、升溫速率高、粒徑小、體積小、蒸氣停留時(shí)間短的條件下，可獲得較高的生物油產(chǎn)率。Ellens等[55]研究了熱解溫度、生物質(zhì)顆粒大小、吹掃氣流量和生物質(zhì)進(jìn)料速率對(duì)生物油產(chǎn)率的影響，結(jié)果表明：變量和氣體流量（蒸氣停留時(shí)間）的綜合效應(yīng)對(duì)生物油的產(chǎn)率并沒(méi)有顯著影響。通過(guò)不同變量之間的相互作用的研究可以得到每個(gè)變量在熱解過(guò)程中的重要性，了解其對(duì)熱解過(guò)程的影響。這項(xiàng)工作的目標(biāo)不僅是分析變量之間的相互作用對(duì)生物油性能（如酸度、黏度）、適用性、含氧量等的影響，更是為了優(yōu)化條件從而獲得更高的生物油產(chǎn)率。

4 結(jié)語(yǔ)

生物質(zhì)熱解是利用可再生生物質(zhì)獲得綠色和可利用燃料的有效途徑。用于熱解過(guò)程的主要反應(yīng)器是固定床反應(yīng)器，但對(duì)于錐形噴動(dòng)反應(yīng)器而言，由于其較高的傳熱傳質(zhì)速率和較短的停留時(shí)間，更有利于生物質(zhì)快速的熱解，提高了生物油的產(chǎn)率。熱解過(guò)程十分復(fù)雜，受生物質(zhì)原料、熱解溫度、升溫速率、蒸氣停留時(shí)間、原料粒度、進(jìn)料率、反應(yīng)時(shí)間、催化劑和生物質(zhì)組成等因素的影響。溫度在生物質(zhì)熱解過(guò)程中是研究較多的一項(xiàng)參數(shù)，中間型（溫和型）熱解溫度通常會(huì)使生物油產(chǎn)率達(dá)到最大化。此外，各參數(shù)之間的相互作用也會(huì)影響熱解機(jī)理和生物油產(chǎn)率，應(yīng)是今后研究的重點(diǎn)。生物質(zhì)的組成變化也就是生物量對(duì)生物油組成和產(chǎn)率的影響在于其揮發(fā)物含量、灰分、含水率的多少。揮發(fā)物含量越高，灰分和固定碳含量越低，生物油產(chǎn)率越高；生物質(zhì)水分對(duì)生物油產(chǎn)率并沒(méi)有多大的影響；生物質(zhì)中的木質(zhì)素、纖維素、半纖維素含量與生物油產(chǎn)率之間的相關(guān)性也比較弱。

熱解技術(shù)的研究需要重視以下方面：1）熱解過(guò)程體現(xiàn)的反應(yīng)機(jī)理和反應(yīng)路徑還有待深入研究；2）需進(jìn)一步研究工藝參數(shù)及其相互作用對(duì)黏度、pH、熱值和氧含量等組成和特性的影響，提高生物油的產(chǎn)率；3）對(duì)生物油進(jìn)行改性和精制提高其質(zhì)量和工業(yè)上使用范圍；4）不斷探索新的熱解手段來(lái)提高目標(biāo)產(chǎn)物的得率；5）尋找降低生產(chǎn)成本的有效方法，并加快研究熱解體系生產(chǎn)規(guī)模的放大；6）已有催化劑的改性和新型催化劑的研發(fā)；7）重點(diǎn)研究催化熱解重整反應(yīng)原理和工藝的優(yōu)化。