基于烘焙預處理的生物質催化熱解試驗研究.pdf

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

2、在線實時觀察，其次在Py裂解儀中對烘焙前后的生物質催化熱解產(chǎn)物進行在線分析，最后采用流化床催化熱解對烘焙預處理效果進行實際評價。
　　對生物質進行烘焙試驗研究，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，還對烘焙前后生物質表面官能團的變化情況進行了比較。結果表明，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％，生物質發(fā)生脫羧酸反應，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，生物質表面取代苯類C=C官能團、烯烴C=C官能團含量增加，使得熱解產(chǎn)物中烯烴和芳烴產(chǎn)率增加。
　　對烘焙前后生物質進行了Py熱解試驗研究，比較烘焙前后的生物質熱解和在不同催化劑下的催化熱解特性。結果表明，溫度對烘焙固體熱解特性影響最大，250℃烘焙后，熱解芳烴產(chǎn)率達到最大值，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)率較未烘焙生物質提高10.6％。此外，CO2氣氛烘焙，會在一定程度上降低芳烴等物質的熱解產(chǎn)率。
　　對烘焙生物質進行流化床熱解試驗研究，考察了不同烘焙條件對熱解三態(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。結果表明，烘焙預處