生物質(zhì)微波裂解制備液體燃料的基礎(chǔ)研究.pdf

1、生物質(zhì)是一種重要的可再生資源，基于裂解技術(shù)將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)液體燃料對于緩解我國能源緊張、減輕環(huán)境污染和實現(xiàn)國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。 利用熱分析儀考察了若干種生物質(zhì)的裂解特性。研究表明，三種陸地生物質(zhì)（松木、棉稈、杉木）的裂解溫度與其灰分產(chǎn)率呈反變關(guān)系。六種無機(jī)化合物（NaOH、Na2CO3、Na2SiO3、NaCl、TiO2、HZSM-5）對三種陸地生物質(zhì)的催化裂解行為隨無機(jī)添加劑的酸堿性變化呈現(xiàn)一定規(guī)律性的變化。六種

2、海藻的熱穩(wěn)定性遠(yuǎn)低于三種陸地高等植物的熱穩(wěn)定性。建立了描述不同類型生物質(zhì)裂解的一步反應(yīng)模型，同時建立了描述木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)裂解的三組分平行獨立反應(yīng)模型。 建立了一套小型生物質(zhì)微波裂解裝置，微波頻率2450MHz，微波功率在0-4kW范圍內(nèi)線性可調(diào)，串聯(lián)三級冰浴U形管冷卻可凝組分，使用鋸末作裂解原料時，采用碳化硅作微波吸收劑，木塊微波裂解無需外加微波吸收劑。利用該裝置進(jìn)行了三種陸地生物質(zhì)鋸末的微波裂解實驗，裂解溫度控制在470℃

3、左右，著重考察了八種無機(jī)添加劑對三種陸地植物在微波場中裂解的催化效應(yīng)。 三種陸地生物質(zhì)鋸末微波裂解液體產(chǎn)率在10-30％之間，液體產(chǎn)物中水分含量30％左右。八種無機(jī)添加劑顯著增加固體產(chǎn)物產(chǎn)率，減少氣體產(chǎn)物產(chǎn)率，而對液體產(chǎn)率的影響不是很顯著。其中NaCl、H3PO4和Fe2（SO4）3使液體產(chǎn)率有較顯著提高。 裂解氣體主要是H2、CH4、CO和CO2。八種添加物均使四種氣體的析出時間提前，其中NaOH、Na2CO3、Na2

4、SiO3、NaCl作用效果最明顯，它們可使氣體析出時間提早4-6min。八種添加劑中多數(shù)使H2、CH4和CO的摩爾分?jǐn)?shù)增加，CO2的摩爾分?jǐn)?shù)下降。 與Py-GC-MS分析及噴動流化床裂解液體產(chǎn)物相比，微波裂解產(chǎn)物中輕組分含量較大，其中羥基丙酮為絕對優(yōu)勢組分，NaOH、Na2CO3等堿性催化劑能進(jìn)一步促進(jìn)羥基丙酮的生成，其相對濃度可達(dá)50％左右；而H3PO4、Fe2（SO4）3可以大大提高糠醛和4-甲基愈創(chuàng)木酚或（z）-2-丁烯-