生物質(zhì)固定床熱解及焦油催化裂解實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、生物質(zhì)能源以其產(chǎn)量大，可儲(chǔ)存、二氧化碳零排放、可再生等優(yōu)點(diǎn)已引起廣泛關(guān)注，為減輕當(dāng)前化石能源進(jìn)展和環(huán)境污染等問(wèn)題提供了新的途徑。其中生物質(zhì)熱解技術(shù)由于可以將低品位的生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為高品位的液體燃料和高附加值的化工原料而受到越來(lái)越多的重視。本文主要針對(duì)生物質(zhì)熱解過(guò)程中焦油的生成特性和多孔粒子對(duì)焦油的物理吸附和化學(xué)催化的影響這兩個(gè)方面展開(kāi)。
　　 本文首先選取了包括草本和木本生物質(zhì)在內(nèi)的四種典型原料，并對(duì)生物質(zhì)主要組分纖維素、木質(zhì)素含

2、量進(jìn)行了分析；在立式固定床氣化反應(yīng)器上研究了生物質(zhì)種類，熱解溫度和停留時(shí)間等條件對(duì)生物質(zhì)熱解焦油產(chǎn)率的影響；對(duì)比研究了纖維素、木質(zhì)素?zé)峤膺^(guò)程中焦油生成特性。研究結(jié)果表明：生物質(zhì)中纖維素含量越高，焦油的產(chǎn)率越高；同時(shí)生物質(zhì)中木質(zhì)素的含量越高，則半焦的產(chǎn)率越高。在所研究的溫度范圍內(nèi)，生物質(zhì)熱解焦油產(chǎn)率是一個(gè)先增大后減少的過(guò)程，在600℃時(shí)產(chǎn)率達(dá)到最大。此外停留時(shí)間對(duì)焦油產(chǎn)率也有重要影響，熱解氣在高溫區(qū)的停留時(shí)間越長(zhǎng)，焦油的產(chǎn)率越低。

3、　　 其次通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，研究了多孔粒子如多孔硅膠（多孔，催化性能低），活性Al2O3（多孔，催化性能高），Zeolite（多孔，催化性能更高）與非多孔粒子（溶融Al2O3和石英砂）對(duì)生物質(zhì)焦油的催化捕獲效果，探討了不同種類的多孔粒子對(duì)生物質(zhì)熱解焦油的物理吸附和催化分解機(jī)理，并提出了焦油裂解率的概念。研究結(jié)果表明：焦油捕獲能力為沸石>活性氧化鋁>熔融活性氧化鋁>多孔硅膠>石英砂。此外增加催化劑床高可以延長(zhǎng)焦油與催化劑接觸時(shí)間，促進(jìn)焦油的

4、催化裂解，從而降低熱解氣中的焦油含量。
　　 最后通過(guò)GC-MS對(duì)熱解焦油的主要組分進(jìn)行了分析，同時(shí)對(duì)比分析了不同多孔粒子對(duì)焦油的主要揮發(fā)組分和相對(duì)含量的影響。研究結(jié)果表明：多孔低催化活性的多孔粒子對(duì)焦油的作用主要通過(guò)增加停留時(shí)間，促進(jìn)焦油熱裂解，對(duì)焦油組分的影響主要表現(xiàn)在使多環(huán)芳香類化合物含量減少；而多孔催化活性較高的催化劑對(duì)焦油的作用主要通過(guò)化學(xué)催化反應(yīng)，促進(jìn)焦油催化裂解，對(duì)焦油組分的影響主要體現(xiàn)在使小分子焦油量減少，苯酚和