HZSM-5催化裂解生物油的失活過程及NTP技術再生研究.pdf

1、生物質催化裂解技術制取的精制生物油，由于具有較高的能量密度和較好的儲存、運輸性能可作為化石燃料的替代能源，這對于緩解能源危機和環(huán)境壓力具有重要的意義。但是，在催化提質過程，催化劑存在著結焦失活等現象，提質效果變差，會影響精制生物油的品質。本文利用HZSM-5分子篩作為催化劑，使用生物油在線提質法，即在生物質熱解基礎上使熱解蒸氣直接通過催化劑床層被催化轉化，對生物油進行催化提質。對于催化提質過程中，HZSM-5催化劑的失活現象，本文提出將

2、HZSM-5催化劑重復使用進行催化提質試驗，在研究催化劑的失活過程的基礎上，提出利用低溫等離子體技術對失活催化劑進行再生研究，以期為催化劑的低溫再生提供理論和試驗基礎。本文主要研究內容如下:
　　(1)搭建生物油催化裂解系統(tǒng)，將HZSM-5催化劑重復使用，更換新鮮生物質原料，進行多次催化提質試驗，并對每次試驗后的催化劑和對應制備的精制油進行取樣。對精制生物油的高位熱值、含氧量、重質組分和pH值等理化性能進行測量，同時利用FT-IR

3、和GC-MS技術對精制油的成分進行檢測，結果表明:隨著催化劑使用時間的延長，理化特性指數F值逐漸從5.59降至0.38，提質后精制油O1中的醇類、醛類、酸類、酮類等含氧有機物均有降低，酚類物質顯著增加，增加至62.15％，但隨著催化劑使用時間的延長，精制油O3中酸類、醛類、酮類等含氧有機物含量明顯上升，提質不完全，精制油品質明顯變差。
　　(2)對使用了40min、80min、120min和160min的催化劑分別進行取樣，利用熱

4、重法分析催化劑上沉積焦炭含量，采用XRD和FT-IR法分析催化劑物相結構的變化，通過SEM和TEM方法直觀表現催化劑形貌，最后利用NH3-TPD法分析催化劑的酸性變化。分析表明:催化提質過程中，催化劑上沉積的焦炭主要為纖維狀焦炭和石墨狀焦炭兩種，且焦炭總量可達14％左右;在使用過程中催化劑晶粒的團聚現象加劇，催化劑結晶度下降至84.96％;催化劑的基本骨架結構沒有發(fā)生改變，強酸明顯減少。
　　(3)搭建失活催化劑再生試驗系統(tǒng)，利用