玉米秸秆催化热解油理化特性及成分分布规律研究

发布时间：2020-07-07 20:01

【摘要】：生物质是唯一一种可以转化为液体燃料和化学品的可再生资源,其中热解液化制取的生物油是一种非常有前景的生物质能利用技术。但由于生物油的复杂特性,必须进行适当的改性提质,才能满足实际应用的要求。本文在自制的流化床反应装置上进行催化热解液化实验研究,探讨反应温度和催化剂对生物油特性和成分分布的影响规律,并且分析生物油中酚类物质含量变化规律,为生物油向高品位化学品的转化利用提供了有价值的基础数据。选取粒径为60-80目的玉米秸秆粉为实验原料,利用酸性催化剂(HZSM-5)和固体碱性催化剂(白云石和赤泥)在450℃、500℃、550℃和600℃反应温度下进行催化热解实验。实验考察了热解温度和催化剂种类对热解产物的产率和分布的影响。结果表明:随着热解温度的升高,热解产物中气体含量增加,残炭含量减少,生物油收集率在550℃最高,为45.66%。添加催化剂后生物油的产率略有下降,运用HZSM-5催化剂的生物油收集率最低为38.66%。通过含水率、热值、pH值等性质分析,研究反应温度和催化剂对生物油理化特性的影响规律。反应温度对热值和pH值影响并不显著;随着温度升高,生物油含水率小幅度增大。添加催化剂热解制备的生物油含水率有所增大;添加HZSM-5催化剂后生物油热值略有降低。添加白云石和赤泥催化剂后生物油的pH值明显增大,热值均有升高。尤其是赤泥催化剂作用更为明显,在550℃时生物油pH值由不添加催化剂的2.54增大到5.82。白云石和赤泥催化剂在生物质热解液化过程中起到了明显的降酸作用。采用福林酚化学法对生物油进行总酚含量的测定,随着反应温度升高,酚类物质相对含量有所增加,三种催化剂都利于提高总酚含量,固体碱性催化剂对总酚含量的提高更为明显。通过化学法和GC-MS对比分析发现,运用FC法测定总酚含量相对较高,主要是由于部分大分子聚合酚类物质利用GC-MS检测不到。通过GC-MS对生物油进行成分分析,反应温度对成分影响并不显著,主要以酮类、酸类、酚类等物质为主。添加HZSM-5催化剂提高了小分子酚类物质(苯酚、甲基苯酚)的含量;添加白云石和赤泥催化剂明显降低酸类物质含量,提高酯类物质含量,更有利于大分子聚合酚类物质裂解为小分子酚类物质(苯酚、甲基苯酚、乙基苯酚)。
【学位授予单位】：山东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S216

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本文编号：2745544