松木屑加壓熱解及產(chǎn)物特性研究.pdf

1、近年來，由于化石燃料的利用帶來的能源短缺和環(huán)境污染問題日益尖銳，生物質(zhì)熱解技術(shù)受到越來越多的關(guān)注。在傳統(tǒng)熱解技術(shù)中，焦油問題是阻礙其廣泛推廣的棘手難題，加壓熱解無疑是解決這一難題的重要方法。本論文利用自制高溫高壓反應(yīng)釜開展松木屑常壓和加壓熱解實驗，研究了溫度、壓力和進(jìn)料方式對熱解過程中產(chǎn)物質(zhì)量分布和產(chǎn)物特性的影響。主要研究成果如下：
　　(1)松木屑的熱解過程可以3個階段：物料干燥階段、一次熱解反應(yīng)階段和殘渣的二次熱解階段。其中，

2、一次熱解反應(yīng)階段的失重率為63.10%，是發(fā)生熱解反應(yīng)的主要階段。
　　(2)在松木屑的常壓熱解實驗中，焦油是熱解的主要產(chǎn)物，其產(chǎn)率在33.47%~45.97%之間。而在加壓熱解中，高壓促進(jìn)了焦油的二次裂解，600°C壓力為5 MPa時，焦油含量為14.24%。高溫進(jìn)料時，熱解氣和焦油的產(chǎn)率明顯增加，生物炭和水的產(chǎn)率明顯下降，其中焦油產(chǎn)率比常溫進(jìn)料時高11.26%。
　　(3)在常壓熱解中，CO是高溫區(qū)間的主要氣體成分，且隨

3、溫度的升高，CO和H2含量呈上升趨勢而CO2和CH4的含量則呈下降趨勢。在加壓狀態(tài)下，加壓促進(jìn)了焦油的脫羧基作用，當(dāng)壓力升高時，CO2含量持續(xù)增加。高溫進(jìn)料不利于焦油和熱解氣間的二次裂解反應(yīng)，從而導(dǎo)致H2、CH4和CO2的含量明顯下降。
　　(4)提高熱解壓力，焦油含氧量明顯減少。壓力促進(jìn)了焦油二次裂解生成小分子醛、酮和酸等化合物。600°C，3 MPa下松木屑加壓熱解油的主要組分為含氧化合物，苯酚和乙酸是加壓熱解油中含量最多的兩

4、種物質(zhì)。
　　(5)隨熱解溫度的升高，生物炭中揮發(fā)分和H、O元素的含量逐漸降低，固定碳和灰分含量逐漸升高。生物炭的FTIR分析表明高溫促進(jìn)了木質(zhì)素和多聚糖類物質(zhì)的降解；高壓對木質(zhì)素的降解并無抑制作用，但會促進(jìn)脂肪族類有機(jī)物的降解。提高熱解壓力和熱解溫度，生物炭燃燒性能明顯提高，600°C，3 MPa下的生物炭熱分解的溫度區(qū)間為480~615°C，其失重率在480~600°C范圍內(nèi)均維持在6%·min-1以上。從微觀結(jié)構(gòu)來看，加壓促