幾種添加物作用下棉花籽和玉米芯的熱解行為研究.pdf

1、本論文選用河北邢臺(tái)棉花籽和山西臨汾玉米芯作為實(shí)驗(yàn)原料利用纖維管式電阻爐進(jìn)行熱解實(shí)驗(yàn)，考察了添加劑作用下生物質(zhì)的熱解行為。通過(guò)掃描電鏡、元素分析、灰分測(cè)定、紅外分析、熱重分析、1H NMR、程序升溫脫附及氣相色譜分析等手段對(duì)熱解產(chǎn)物作了分析表征，初步揭示了熱解反應(yīng)的機(jī)理。主要結(jié)論如下：
　　1.添加氯化物和鈣系物對(duì)生物質(zhì)熱解行為的影響
　?。?）棉花籽和玉米芯單獨(dú)熱解過(guò)程中受溫度、停留時(shí)間、氣體流速的影響,熱解產(chǎn)物收率的變化趨

2、勢(shì)基本相同；在實(shí)驗(yàn)考察的條件范圍內(nèi)，當(dāng)溫度為500℃，停留時(shí)間為30min，氣體流速為100ml/min時(shí)，棉花籽和玉米芯熱解所得液體油收率最高。
　?。?）在棉花籽的熱解過(guò)程中加入氯化物和Ca基添加物后研究發(fā)現(xiàn)除添加CoCl2外，添加其它氯化物均能提高液體油收率且添加堿土金屬的效果要優(yōu)于堿金屬，而且加入 CaCl2、BaCl2與 ZnCl2時(shí)液體油收率提高更明顯；在玉米芯的熱解過(guò)程中加入CaCl2、BaCl2與ZnCl2發(fā)現(xiàn)同樣

3、能提高液體油收率。
　?。?）在棉花籽和玉米芯熱解過(guò)程中，低溫段主要生成 CO和 CO2，中溫段主要生成CH4，高溫段主要生成H2。
　　2.復(fù)合添加劑對(duì)玉米芯產(chǎn)物分布的影響
　　（1）熱解溫度為500℃，N2流速為200ml/min，停留時(shí)間為30min時(shí)，玉米芯中添加15％的各種礦物質(zhì)后，與玉米芯單獨(dú)熱解相比較發(fā)現(xiàn)：加入γ-Al2O3與麥飯石（M）均能提高液體油收率，但是加入γ-Al2O3的催化效果要優(yōu)于麥飯石（M

4、），加入HZSM-5與電氣石（T）時(shí)，液體油收率變化不明顯。
　?。?）當(dāng)熱解溫度為500℃，N2流速為200ml/min，停留時(shí)間為30min，加入復(fù)合添加劑的量為15%時(shí)，在玉米芯的熱解過(guò)程中加入CaCl2/γ-Al2O3對(duì)液體油收率沒(méi)有協(xié)同作用；當(dāng)CaCl2的負(fù)載量為10%時(shí)加入CaCl2/HZSM-5和CaCl2/M對(duì)液體油收率的協(xié)同作用較明顯；加入CaCl2/T后液體油收率也有所提高。
　?。?）當(dāng)熱解溫度為500

5、℃，N2流速為200ml/min，停留時(shí)間為30min，加入復(fù)合添加劑的量為15%時(shí)，在玉米芯的熱解過(guò)程中分別加入BaCl2/M、CaCl2/M、ZnCl2/M后，發(fā)現(xiàn) BaCl2和CaCl2與麥飯石（M）對(duì)液體油收率有協(xié)同作用且氯化物的負(fù)載量為10%時(shí)，催化效果最明顯，而 ZnCl2與麥飯石（M）之間無(wú)明顯的協(xié)同；加入Ni(NO3)2/M與Fe(NO3)3/M后，發(fā)現(xiàn)液體油收率降低，說(shuō)明對(duì)液體油收率而言，這兩種硝酸鹽與麥飯石（M）之間

6、無(wú)明顯的協(xié)同作用。
　　3.熱解產(chǎn)物的性質(zhì)分析
　?。?）在棉花籽熱解過(guò)程中，除 COCl2外，其它添加劑的加入均能使得熱解所得殘?jiān)募t外峰增強(qiáng)，說(shuō)明加入這些添加劑后，在一定程度上阻礙了棉花籽熱解過(guò)程中烴類(lèi)、醇類(lèi)、醚及酯類(lèi)物質(zhì)的分解，使得熱解所得的殘?jiān)泻休^多的有機(jī)化合物。
　　（2）玉米芯的熱解過(guò)程中，在所考察的溫度范圍內(nèi)，脂肪氫的含量隨著溫度的升高，先降低后升高，500℃時(shí)液體油中脂肪氫的含量最低，600℃時(shí)液體