生物質微波裂解制備液體燃料的基礎研究.pdf

1、生物質是一種重要的可再生資源，基于裂解技術將生物質轉化為優(yōu)質液體燃料對于緩解我國能源緊張、減輕環(huán)境污染和實現國民經濟可持續(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的裂解特性。研究表明，三種陸地生物質（松木、棉稈、杉木）的裂解溫度與其灰分產率呈反變關系。六種無機化合物（NaOH、Na2CO3、Na2SiO3、NaCl、TiO2、HZSM-5）對三種陸地生物質的催化裂解行為隨無機添加劑的酸堿性變化呈現一定規(guī)律性的變化。六種

2、海藻的熱穩(wěn)定性遠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裂解的一步反應模型，同時建立了描述木質纖維素類生物質裂解的三組分平行獨立反應模型。 建立了一套小型生物質微波裂解裝置，微波頻率2450MHz，微波功率在0-4kW范圍內線性可調，串聯三級冰浴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。利用該裝置進行了三種陸地生物質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添加劑對三種陸地植物在微波場中裂解的催化效應。 三種陸地生物質鋸末微波裂解液體產率在10-30％之間，液體產物中水分含量30％左右。八種無機添加劑顯著增加固體產物產率，減少氣體產物產率，而對液體產率的影響不是很顯著。其中NaCl、H3PO4和Fe2（SO4）3使液體產率有較顯著提高。 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。八種添加劑中多數使H2、CH4和CO的摩爾分數增加，CO2的摩爾分數下降。 與Py-GC-MS分析及噴動流化床裂解液體產物相比，微波裂解產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等堿性催化劑能進一步促進羥基丙酮的生成，其相對濃度可達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-