高密度聚乙烯和生物質(zhì)共液化實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、近年來(lái),由于化石燃料的日益枯竭,生物能源的研究越來(lái)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(diǎn)。生物質(zhì)不僅資源豐富,分布廣泛且燃燒過(guò)程中幾乎不產(chǎn)生污染氣體,其能源的開發(fā)利用為無(wú)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(yùn)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(dú)液化技術(shù)日益成熟,但是單獨(dú)液化具有耗能高,液化油收率低等缺點(diǎn),尋求更好的液化方式成為當(dāng)前競(jìng)相

2、研究的熱點(diǎn),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(shí)驗(yàn),考察了共液化在不同反應(yīng)條件下的反應(yīng)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)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(shí)間、溫度、溶劑填充率對(duì)液化行為的影響,重點(diǎn)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(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明,木屑的加入能降低塑料液化對(duì)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(shí)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(duì)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(shuō)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(shí)驗(yàn)中,主要研究的是不同催化劑對(duì)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(shí)驗(yàn)。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(shí)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(duì)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(duì)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(méi)有高密度聚乙烯與木屑共液化時(shí)的結(jié)果好,表明催化劑對(duì)共液化的催化性能受到生物質(zhì)種類的影響,對(duì)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(duì)共液化產(chǎn)物油