生物質(zhì)內(nèi)循環(huán)串行床共催化熱解制取高品質(zhì)生物油的試驗研究.pdf

1、隨著煤、石油、天然氣等化石燃料的枯竭以及其燃燒所帶來的全球性環(huán)境污染問題的日益嚴(yán)重，生物質(zhì)作為一種環(huán)境友好和可再生能源受到了越來越多的關(guān)注，其中生物質(zhì)催化熱解制取高品質(zhì)生物油技術(shù)發(fā)展迅速。本文在小型內(nèi)循環(huán)串行床快速熱解裝置上開展了非催化、單一催化劑、混合催化劑、添加富氫原料、添加同性添加劑以及自熱等條件對生物質(zhì)熱解影響的研究工作，實現(xiàn)了生物質(zhì)的催化熱解制備高品質(zhì)生物油、熱量的自給和催化劑的再生于一體的工藝。
　　對內(nèi)循環(huán)串行床中生

2、物質(zhì)非催化、單催化和混合催化熱解進(jìn)行了較系統(tǒng)的試驗研究：分析了非催化情況下反應(yīng)溫度、加料速率、自熱條件對熱解產(chǎn)物分布的影響，在溫度為550℃得到的生物油產(chǎn)率最高；比較了ZSM-5、Al2O3、FCC三種催化劑對生物質(zhì)熱解的影響，結(jié)果表明，催化劑的加入大大提高了烴類物質(zhì)的產(chǎn)率，其中ZSM-5的催化效果最優(yōu)，在550℃時獲得最高的芳香烴碳產(chǎn)率8.46％；通過ZSM-5催化劑分別與弱酸性Al2O3、強(qiáng)堿性CaO、介孔MCM-41混合，利用它們

3、之間的協(xié)同作用，即ZSM-5催化劑定向催化轉(zhuǎn)化小分子化合物，另一種催化劑降解熱解大分子化合物成小分子組分，從而提高ZSM-5催化的小分子化合物的量，實現(xiàn)增加產(chǎn)出的烴類物質(zhì)產(chǎn)率的目的，結(jié)果表明，10vol％Al2O3對芳香烴、烯烴的碳產(chǎn)率提升最多。
　　通過添加劑來提高生物質(zhì)熱解程度，即降低焦炭的產(chǎn)率，使生物質(zhì)在熱解過程將更多的質(zhì)量轉(zhuǎn)移到可催化轉(zhuǎn)化的油蒸汽中，獲得較高的烴類產(chǎn)物產(chǎn)率。在小型鼓泡流化床上分別研究了O2、苯酚、甲酸和乙酸

4、四種添加劑在生物質(zhì)快速熱解過程中對產(chǎn)物分布的影響，實驗得到甲酸降低焦炭產(chǎn)率的效果最佳；在內(nèi)循環(huán)串行床反應(yīng)裝置上研究了以ZSM-5為催化劑添加不同比例甲酸對生物質(zhì)催化熱解產(chǎn)物的影響規(guī)律，結(jié)果表明，添加3.5wt％甲酸時，芳香烴和烯烴的碳產(chǎn)率最高。
　　生物質(zhì)的有效氫碳比(H/Ceff)較低，使得其在催化熱解過程中，烴類產(chǎn)物產(chǎn)率較低，催化劑結(jié)焦率較高。針對此問題，本試驗采用高有效氫碳比原料廚余用油和生物質(zhì)共催化煉制的方法來提高催化熱解