生物質制備含氧液體燃料全生命周期碳循環(huán)分析.pdf

1、生物質能是一種可以代替化石能源的可再生能源。在我國，生物質儲藏量大，然而目前的利用率卻只有30％左右，改變現(xiàn)有的能源利用方式，利用生物質制取高品位液體燃料足可再生能源發(fā)展的重要趨勢，本文圍繞生物質熱化學催化制備含氧液體燃料新工藝，依托“十二五”“863計劃”——“生物質制備含氧液體燃料”，將生物油進行水相與油相（非水溶相）分離，對油相生物油通過化學鏈方法制氫，提供“氫源”給水相生物油在漿態(tài)床中催化加氫，加氫后的產(chǎn)物（多元醇類混合物）直接

2、通過分離提純獲得含氧液體燃料，建成千噸級生物質生物油催化制備含氧液體燃料示范工程。本文以該千噸級生物質含氧液體燃料示范工程為研究對象，基于Aspen Plus流程模擬軟件和生命周期評價方法，進行系統(tǒng)的全生命周期碳循環(huán)分析。
　　在Aspen Plus平臺上對各個單元進行建模，并模擬計算系統(tǒng)的主要參數(shù)，由于生物油成分非常復雜，所以在建模過程中選擇具有代表性的?；镒鳛樯镉偷慕M分，對于生物質熱解制取生物油部分，將固態(tài)熱解產(chǎn)物碳，回收

3、再利用，為系統(tǒng)提供熱量。對水相生物油催化加氫部分，采用低溫、高溫分步加氫的工藝流程。第一步是將不飽和成分加氫轉化為穩(wěn)定化合物，第二步加氫主要是增加多元醇的產(chǎn)率。將熱解反應與加氫反應耦合，形成完整的生物質制備含氧液體燃料的工藝系統(tǒng)，選用四種不同原料的生物質原料對該系統(tǒng)進行模擬計算。
　　根據(jù)生命周期評價方法，確定系統(tǒng)邊界，圍繞生物質種植，生物質獲取、裝置建設、生物質轉化以及產(chǎn)品消費五個方面，對系統(tǒng)各個階段的碳排放進行計算得，在生物質

4、種植階段的碳排放為-1361.89Kg/t玉米秸稈，在生物質獲取階段的碳排放為100.18Kg/t玉米秸稈，在裝置建設過程中的碳排放為30.86Kg/t玉米秸稈，在轉化過程中的碳排放為1072.48Kg/t玉米秸稈，在產(chǎn)品消費階段的碳排放量為285.5Kg/t玉米秸稈。
　　根據(jù)對生命周期各個階段的碳排放計算，分析系統(tǒng)生命周期內的碳排放情況，對運輸距離、產(chǎn)率以及使用年限三個變量參數(shù)進行敏感性分析，并將生物質制備含氧液體燃料系統(tǒng)與生