堿改性HZSM-5催化劑對生物質(zhì)熱解影響研究.pdf

1、隨著全球化石能源的日益緊缺，以及使用過程中帶來的環(huán)境問題，作為可再生能源—生物質(zhì)能源通過熱解技術(shù)制備液體生物燃油的工藝，越來越得到人們的重視。然而，常規(guī)熱解獲得的生物油具有含氧量高，熱值低和化學(xué)不穩(wěn)定等特點，需要對其進行多步復(fù)雜提質(zhì)后才能應(yīng)用。而生物質(zhì)在合適的催化劑作用下發(fā)生催化熱解則可以較大的改善生物油品質(zhì)。HZSM-5常被應(yīng)用于生物質(zhì)催化熱解反應(yīng)中，能夠在一定程度上改善生物油的品質(zhì)。但HZSM-5的孔徑較小，對于大分子反應(yīng)擴散阻力較

2、大，反應(yīng)物易在其表面結(jié)焦，導(dǎo)致催化劑失活。介孔分子篩可以彌補微孔分子篩的不足，為大分子反應(yīng)提供有利的空間構(gòu)型，所以對HZSM-5進行改性，使其具有微孔—介孔結(jié)構(gòu)，則可綜合兩者優(yōu)勢。
　　本文采用NaOH溶液對HZSM-5進行改性處理，并對堿改性前后的HZSM-5進行表征。首先在管式爐中考察 HZSM-5對不同的生物質(zhì)原料（葡萄糖、纖維素和松木屑）在不同溫度（500℃、550℃和600℃）下的催化熱解影響研究，并根據(jù)氣質(zhì)聯(lián)用儀對液體

3、產(chǎn)物分析的結(jié)果，篩選出三種生物質(zhì)原料的最佳催化熱解溫度。在此基礎(chǔ)上，考察堿改性的 HZSM-5對三種原料的催化熱解影響。對松木屑的熱解液體產(chǎn)物做元素分析，分析其催化前后氧含量變化，以及熱值變化。對松木屑催化熱解固體產(chǎn)物做表觀結(jié)焦率測試，分析催化劑結(jié)焦性能。為了比較加熱速率對堿改性前后催化劑的熱解影響，在熱裂解氣質(zhì)聯(lián)用儀器上考察堿改性前后的 HZSM-5對三種生物質(zhì)原料快速熱解影響。
　　結(jié)果表明：通過堿改性制備出了微孔-介孔HZS

4、M-5催化劑。改性后的HZSM-5促進了葡萄糖和松木屑的催化熱解，提高了芳烴化合物的選擇性，降低醛酮化合物的選擇性。堿改性HZSM-5-1 h催化熱解松木屑，生物油中芳烴化合物選擇性為34.35％，相對未加入催化劑的熱解生物油氧含量降低10%左右，熱值提高33%。以上實驗結(jié)果看出，堿改性后的催化劑在一定程度上改善了生物油品質(zhì)。堿處理后的催化劑的表觀結(jié)焦率相比未改性的催化劑有所降低，說明改性后的催化劑減少了焦炭的形成。在堿改性HZSM-5