高密度聚乙烯和生物質(zhì)共液化實驗研究.pdf

1、近年來,由于化石燃料的日益枯竭,生物能源的研究越來越受到人們的關(guān)注。液化生物質(zhì)獲取生物油的研究已經(jīng)成為研究的熱點。生物質(zhì)不僅資源豐富,分布廣泛且燃燒過程中幾乎不產(chǎn)生污染氣體,其能源的開發(fā)利用為無數(shù)學(xué)者所青睞。隨著塑料的大量使用和液化技術(shù)的日益成熟,塑料的液化技術(shù)應(yīng)運而生,塑料富含碳?xì)湓?且與煤相比H/C更接近于石油,具有良好的液化性能。目前單獨液化技術(shù)日益成熟,但是單獨液化具有耗能高,液化油收率低等缺點,尋求更好的液化方式成為當(dāng)前競相

2、研究的熱點,將塑料和生物質(zhì)共液化的研究也逐漸被提上日程。本液化研究以去離子水為液化反應(yīng)介質(zhì),以塑料(高密度聚乙烯)和木屑為原料做探索性實驗,考察了共液化在不同反應(yīng)條件下的反應(yīng)結(jié)果。實驗在溫度為613-693K、壓力為20-30MPa的條件下,在1L間歇式高壓反應(yīng)釜中進(jìn)行,考察了反應(yīng)時間、溫度、溶劑填充率對液化行為的影響,重點考察了不同催化劑在此液化體系中的作用。
　　未添加催化劑的實驗研究結(jié)果表明,木屑的加入能降低塑料液化對高溫的

3、要求,共液化能獲得較高的液化油收率,共液化反應(yīng)在653K的溫度下油收率達(dá)最大值24.0％,轉(zhuǎn)化率達(dá)83.5%,油的熱值為44.6MJ/kg。同時在高密度聚乙烯(HDPE)與木屑液化反應(yīng)較佳的反應(yīng)條件下,對高密度聚乙烯與瓜子殼以及高密度聚乙烯與花生殼共液化結(jié)果進(jìn)行分析,研究表明,在未添加催化劑的情況下,C元素含量和H元素含量較高的瓜子殼和花生殼均表現(xiàn)出比木屑好的液化性能,液化油收率和轉(zhuǎn)化率均較高密度聚乙烯與木屑共液化的情況高,說明了高的C

4、元素含量和H元素含量在一定程度上有利于生物質(zhì)與高密度聚乙烯的共液化反應(yīng)。在催化共液化實驗中,主要研究的是不同催化劑對高密度聚乙烯與生物質(zhì)共液化結(jié)果的影響,選用木屑為生物質(zhì)代表與高密度聚乙烯進(jìn)行催化液化實驗。研究結(jié)果表明,分子篩催化劑(HZSM-5)在選用的催化劑中表現(xiàn)出良好的催化性能,在相同的反應(yīng)條件下未添加催化劑時高密度聚乙烯與木屑的共液化油收率最大值為24.0%,而添加分子篩催化劑后,液化油收率提高到54.0%。堿催化劑NaOH和金

5、屬催化劑鉬粉也顯示出了較佳的催化性能,液化油收率大大提高。由此表明選擇一定的催化劑對高密度聚乙烯與生物質(zhì)的共液化結(jié)果具有較好的催化作用。在選用的共液化生物質(zhì)分別為瓜子殼和花生殼進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn),催化劑對高密度聚乙烯與瓜子殼共液化結(jié)果以及高密度聚乙烯與花生殼共液化結(jié)果的催化性能沒有高密度聚乙烯與木屑共液化時的結(jié)果好,表明催化劑對共液化的催化性能受到生物質(zhì)種類的影響,對不同的生物質(zhì),需要選擇不同的催化劑進(jìn)行催化液化。
　　對共液化產(chǎn)物油