生物炭生产的主要副产品是液体生物油和称为合成气的不可凝气体。 它们不是废品，而是在称为热解的高温过程中与固体生物炭一起产生的联产物。这些副产物的确切数量和组成直接受生产条件，即温度和处理时间控制。
核心见解是“副产品”一词具有误导性。热解过程中产生的液体和气体是宝贵的联产物。优先选择生物炭、生物油还是合成气的决定是由生产过程的具体温度和速度决定的战略选择。
热解的三种产出物
热解是在低氧环境下对生物质（如木材、粪肥或作物残渣）进行热分解。该过程从根本上将材料分解成三种不同的产品流：固体、液体和气体。
固体产物：生物炭
这是一种稳定的、富含碳的类似木炭的材料，是许多操作中的主要目标。其预期用途通常是碳封存和土壤改良。
液体联产物：生物油
这种液体通常被称为热解油，是通过冷却和冷凝从生物质中释放出的挥发性蒸汽而形成的深色、致密的液体。它是数百种有机化合物和水的复杂混合物。
生物油作为可再生燃料或特种化学品的来源具有巨大的潜力，但它具有酸性和不稳定性，通常需要在进一步提纯后才能使用。
气体联产物：合成气
合成气（Syngas）或合成燃气，是在生物油冷凝后剩下的不可凝气体流。它是一种可燃气体混合物，主要包括一氧化碳（CO）、氢气（H2）、甲烷（CH4）和二氧化碳（CO2）。
这种气体的能量值较低到中等，几乎总是现场使用，以提供运行热解过程所需的热量，从而提高系统的能源效率。
生产条件如何决定产出组合
生物炭、生物油和合成气的比例不是固定的。它是工艺参数的直接函数，特别是温度以及生物质暴露于该热量的时间（停留时间）。
慢速热解：最大化生物炭
通过使用较低的温度（约 350-550°C）和较长的停留时间（数小时），该过程有利于生产固体生物炭。这是当主要目标是制造土壤改良剂时的传统方法。生物炭的产率可占重量的 35% 左右。
快速热解：最大化生物油
使用较高的温度（约 450-600°C）并结合非常短的停留时间（几秒钟）然后快速淬灭蒸汽，可以最大化生物油的产率。该过程可以将高达 75% 的生物质重量转化为液体，使其非常适合先进的生物燃料生产。
气化：最大化合成气
在更高的温度（高于 700°C）下，较大的有机分子被热“裂解”成构成合成气的较小气体分子。虽然仍会产生一些炭，但主要产出物变成了这种可燃气体，可用于发电或供热。
理解权衡
将热解的产出物视为一个灵活的系统是关键，但这伴随着决定运营经济和环境可行性的实际权衡。
经济复杂性
尽管生物油和合成气很有价值，但利用这些价值需要资本投资。一个旨在捕获和精炼生物油的系统比一个仅旨在生产生物炭的简单窑炉要复杂和昂贵得多。这些联产物的市场必须证明增加的复杂性是合理的。
技术和处理挑战
生物油不能直接替代石油。它具有腐蚀性、化学性质不稳定，必须经过升级才能用于传统发动机或炼油厂。同样，合成气在使用更敏感的设备（如燃气发动机）之前必须清除焦油和颗粒物。
应用于您的项目
正确的方法完全取决于您的最终目标。没有单一的“最佳”方法；只有最适合您特定目标的最佳方法。
- 如果您的主要重点是土壤健康和碳封存： 选择慢速热解以最大化您对稳定、高质量生物炭的产出。
- 如果您的主要重点是生产可再生液体燃料或化学原料： 选择快速热解以最大化您的生物油产出，但要为必要的下游加工和升级做计划。
- 如果您的主要重点是通过生物质现场供热或发电： 选择气化以最大化合成气产量，或配置热解系统以有效燃烧其气态联产物。
归根结底，理解您正在管理一个潜在产品组合——而不仅仅是制造生物炭——是设计一个有效且经济合理的系统的关键。
摘要表：
| 副产品 | 描述 | 常见用途 |
|---|---|---|
| 生物油 | 来自冷凝蒸汽的深色致密液体 | 可再生燃料，化学原料 |
| 合成气 | 不可凝气体（CO、H₂、CH₄） | 现场工艺热量，发电 |
| 生物炭 | 稳定的富碳固体 | 土壤改良剂，碳封存 |
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