基于Py-GC-MS的生物質(zhì)和廢塑料共催化熱解研究.pdf

1、近年來，生物質(zhì)作為唯一含碳的可再生能源經(jīng)催化快速熱解技術(shù)轉(zhuǎn)化提質(zhì)后可獲得烯烴、烷烴、芳烴等化石加工燃料，而受到大家的普遍關(guān)注。但是，生物質(zhì)含有的有效氫少，經(jīng)催化熱解獲得的熱解油中含氧有機(jī)物的選擇性較高、烴類有機(jī)物的選擇性較低。為降低催化熱解油中的含氧量、提高烴類化合物的選擇性，進(jìn)一步改善催化熱解油的油品，本文將生物質(zhì)與富氫的廢塑料混合，在熱裂解與氣質(zhì)聯(lián)用儀（Py-GC/MS）上完成共熱解和共催化熱解實(shí)驗(yàn)，并對共熱解和共催化熱解液相產(chǎn)物組

2、分和選擇性進(jìn)行分析。
　　在不同溫度下（450-650℃）分別對木屑、LDPE進(jìn)行了快速熱解實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明：550℃時(shí)木屑熱解液相組分中烴類化合物的選擇性較高，羰基、呋喃類等含氧有機(jī)物的選擇性較低；LDPE隨熱解溫度的升高，熱解產(chǎn)物中重質(zhì)大分子烴的選擇性不斷降低、輕質(zhì)小分子烴的選擇性不斷增大，并在700℃時(shí)得到71.9％的(C5-C11)烴類化合物。將木屑與LDPE按照不同質(zhì)量比混合后進(jìn)行共熱解實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明：LDPE的添加對木屑

3、的熱解起到不同程度的促進(jìn)作用，LDPE的量越多促進(jìn)作用越明顯。以HZSM-5和Na2CO3/γ-Al2O3為催化劑，分別對木屑、LDPE、及其混合組分進(jìn)行催化熱解實(shí)驗(yàn)，考察了反應(yīng)溫度、H/Ceff對催化熱解液相產(chǎn)物組分分布和各組分選擇性的影響。共催化熱解結(jié)果表明：HZSM-5表現(xiàn)出較強(qiáng)的脫羰、脫羧作用和對芳烴較強(qiáng)的選擇性。在共催化熱解溫度為600℃時(shí)，烴類化合物的選擇性隨H/Ceff的增大而增大，并在H/Ceff=0.99時(shí)得到74.0

4、%的(C5-C11)輕質(zhì)小分子烴，此時(shí)，重質(zhì)較大分子烴的選擇性達(dá)到最小值。在650℃時(shí)，烴類化合物的選擇性達(dá)到89.4%，其中，包含17.2%的苯、甲苯、二甲苯、乙苯等化工原料。Na2CO3/γ-Al2O3表現(xiàn)出較強(qiáng)的脫羧、斷鍵作用和對烯烴、烷烴較強(qiáng)的選擇性。在 Na2CO3/γ-Al2O3催化下，共熱解液相產(chǎn)物的分布、選擇性進(jìn)一步得到改善和提高，其中，烴類化合物的選擇性隨熱解溫度的升高而不斷增大，650℃時(shí)烴類化合物的選擇性達(dá)到91.

5、6%，與同等條件下，木屑和LDPE共熱解相比，烴類化合物的選擇性提高了14.9%。H/Ceff為1.33時(shí)總烴選擇性為91.6%，其中烯烴選擇性為70.3%、烷烴選擇性為14.0%、芳烴選擇性為7.3%。
　　兩種催化劑對木屑與 LDPE的共熱解過程表現(xiàn)出不同的積極促進(jìn)作用，使得熱解液相產(chǎn)物各組分的分布和選擇性更理想、規(guī)律性更加明顯。其中，強(qiáng)酸性的HZSM-5對芳烴化合物的選擇性較高，弱酸性的復(fù)合催化劑Na2CO3/γ-Al2O3