MCM-41-Hβ及其改性分子篩催化熱解微藻制取生物油實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、海藻類生物質(zhì)生物產(chǎn)量高，不占用耕地，具有巨大的資源開發(fā)潛力，且經(jīng)催化熱解可制取高品質(zhì)的生物油。對海藻類生物質(zhì)的催化熱解研究具有重要的理論意義與應(yīng)用前景。
　　本文采用TG/DTG熱分析技術(shù)對小球藻熱解特性進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)小球藻熱解過程可以分為4個(gè)階段，且小球藻發(fā)生熱解的溫度明顯低于木質(zhì)類生物質(zhì)。用Coats-Redfern法對小球藻熱解進(jìn)行反應(yīng)動力學(xué)研究，確定在164.4～545.4℃溫度范圍內(nèi)小球藻熱解適合采用二級反應(yīng)模型進(jìn)行描述

2、，利用最佳機(jī)理函數(shù)求出了相應(yīng)的動力學(xué)參數(shù)和擬合直線方程。
　　在管式電阻爐中，以小球藻為原料，選用介孔MCM-41和微孔Hβ兩種分子篩催化劑，考察了催化劑對小球藻熱解行為的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，MCM-41使生物油中的烴類物質(zhì)明顯增加;Hβ表現(xiàn)出一定的催化脫氧和擇形芳構(gòu)化的功能。MCM-41比Hβ更有利于改善小球藻熱解油的品質(zhì)和燃料用途。針對全硅MCM-41優(yōu)化操作條件，在最優(yōu)操作條件下生物油產(chǎn)率為25.67％，恒容低位發(fā)熱量為31.7

3、68 MJ·kg-1，含水率為6.531％，運(yùn)動粘度為23.51 mm2·s-1。結(jié)合小球藻化學(xué)組成和生物油GC/MS分析結(jié)果，分析了小球藻在MCM-41作用下可能的催化熱解轉(zhuǎn)化路徑。
　　采用后嫁接法對全硅MCM-41進(jìn)行改性，XRD和NH3-TPD表征發(fā)現(xiàn)雜原子Al、Zn和Mn的引入均使分子篩介孔結(jié)構(gòu)的有序度降低，但提高了其酸量和酸強(qiáng)度。通過管式電阻爐中的催化熱解實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在一定范圍內(nèi)調(diào)整引入的Al含量有利于提高生物油產(chǎn)率。Z