基于烘焙預(yù)處理的生物質(zhì)催化熱解試驗(yàn)研究.pdf

1、生物質(zhì)是唯一可以替代石油的有機(jī)碳來源，通過生物質(zhì)催化熱解技術(shù)可以一步制備液體燃料，受到廣泛關(guān)注。但生物質(zhì)中存在的某些成分會(huì)使目標(biāo)產(chǎn)物產(chǎn)率不高，催化劑容易結(jié)焦失活。為了解決這些問題，需要對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行合適的預(yù)處理，烘焙預(yù)處理技術(shù)能先去除生物質(zhì)中的乙酸等部分含氧小分子，有可能改善生物質(zhì)的催化熱解性能，已成為國內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)。本文以改善催化熱解生物油品質(zhì)和減少催化劑失活為出發(fā)點(diǎn)，首先利用固定床對(duì)烘焙各態(tài)產(chǎn)物進(jìn)行分析，并結(jié)合原位紅外對(duì)烘焙固體

2、在線實(shí)時(shí)觀察，其次在Py裂解儀中對(duì)烘焙前后的生物質(zhì)催化熱解產(chǎn)物進(jìn)行在線分析，最后采用流化床催化熱解對(duì)烘焙預(yù)處理效果進(jìn)行實(shí)際評(píng)價(jià)。
　　對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行烘焙試驗(yàn)研究，考察了不同溫度、不同載氣流速、不同氣氛下烘焙，揮發(fā)物析出特性和固體產(chǎn)物組分，此外，還對(duì)烘焙前后生物質(zhì)表面官能團(tuán)的變化情況進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，烘焙氣體產(chǎn)物主要是CO和CO2，液體產(chǎn)物主要是乙酸和呋喃。隨著烘焙溫度升高，烘焙固體產(chǎn)物中揮發(fā)分含量降低，固定碳含量增加，250℃烘

3、焙后，固體產(chǎn)物中揮發(fā)分含量從86.2％減少到82.2％，生物質(zhì)發(fā)生脫羧酸反應(yīng)，釋放出大量乙酸，使得下一步的熱解過程中生物油酸類組分含量降低。烘焙后，生物質(zhì)表面取代苯類C=C官能團(tuán)、烯烴C=C官能團(tuán)含量增加，使得熱解產(chǎn)物中烯烴和芳烴產(chǎn)率增加。
　　對(duì)烘焙前后生物質(zhì)進(jìn)行了Py熱解試驗(yàn)研究，比較烘焙前后的生物質(zhì)熱解和在不同催化劑下的催化熱解特性。結(jié)果表明，溫度對(duì)烘焙固體熱解特性影響最大，250℃烘焙后，熱解芳烴產(chǎn)率達(dá)到最大值，而乙酸含量

4、有所下降，直接熱解甲苯產(chǎn)率較未烘焙時(shí)提高18.2％，乙酸產(chǎn)率降低15.5％，ZSM-5催化熱解苯、甲苯、二甲苯的產(chǎn)率均比未烘焙時(shí)提高50％，乙酸產(chǎn)率降低26.9％。LOSA-1催化熱解甲苯產(chǎn)率較未烘焙生物質(zhì)提高10.6％。此外，CO2氣氛烘焙，會(huì)在一定程度上降低芳烴等物質(zhì)的熱解產(chǎn)率。
　　對(duì)烘焙生物質(zhì)進(jìn)行流化床熱解試驗(yàn)研究，考察了不同烘焙條件對(duì)熱解三態(tài)產(chǎn)物產(chǎn)率、熱解油酸度、成分以及熱解過程中催化劑積炭特性的影響。結(jié)果表明，烘焙預(yù)處