HZSM-5催化裂解生物油的失活過(guò)程及NTP技術(shù)再生研究.pdf

1、生物質(zhì)催化裂解技術(shù)制取的精制生物油，由于具有較高的能量密度和較好的儲(chǔ)存、運(yùn)輸性能可作為化石燃料的替代能源，這對(duì)于緩解能源危機(jī)和環(huán)境壓力具有重要的意義。但是，在催化提質(zhì)過(guò)程，催化劑存在著結(jié)焦失活等現(xiàn)象，提質(zhì)效果變差，會(huì)影響精制生物油的品質(zhì)。本文利用HZSM-5分子篩作為催化劑，使用生物油在線提質(zhì)法，即在生物質(zhì)熱解基礎(chǔ)上使熱解蒸氣直接通過(guò)催化劑床層被催化轉(zhuǎn)化，對(duì)生物油進(jìn)行催化提質(zhì)。對(duì)于催化提質(zhì)過(guò)程中，HZSM-5催化劑的失活現(xiàn)象，本文提出將

2、HZSM-5催化劑重復(fù)使用進(jìn)行催化提質(zhì)試驗(yàn)，在研究催化劑的失活過(guò)程的基礎(chǔ)上，提出利用低溫等離子體技術(shù)對(duì)失活催化劑進(jìn)行再生研究，以期為催化劑的低溫再生提供理論和試驗(yàn)基礎(chǔ)。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)搭建生物油催化裂解系統(tǒng)，將HZSM-5催化劑重復(fù)使用，更換新鮮生物質(zhì)原料，進(jìn)行多次催化提質(zhì)試驗(yàn)，并對(duì)每次試驗(yàn)后的催化劑和對(duì)應(yīng)制備的精制油進(jìn)行取樣。對(duì)精制生物油的高位熱值、含氧量、重質(zhì)組分和pH值等理化性能進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)利用FT-IR

3、和GC-MS技術(shù)對(duì)精制油的成分進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果表明:隨著催化劑使用時(shí)間的延長(zhǎng)，理化特性指數(shù)F值逐漸從5.59降至0.38，提質(zhì)后精制油O1中的醇類、醛類、酸類、酮類等含氧有機(jī)物均有降低，酚類物質(zhì)顯著增加，增加至62.15％，但隨著催化劑使用時(shí)間的延長(zhǎng)，精制油O3中酸類、醛類、酮類等含氧有機(jī)物含量明顯上升，提質(zhì)不完全，精制油品質(zhì)明顯變差。
　　(2)對(duì)使用了40min、80min、120min和160min的催化劑分別進(jìn)行取樣，利用熱

4、重法分析催化劑上沉積焦炭含量，采用XRD和FT-IR法分析催化劑物相結(jié)構(gòu)的變化，通過(guò)SEM和TEM方法直觀表現(xiàn)催化劑形貌，最后利用NH3-TPD法分析催化劑的酸性變化。分析表明:催化提質(zhì)過(guò)程中，催化劑上沉積的焦炭主要為纖維狀焦炭和石墨狀焦炭?jī)煞N，且焦炭總量可達(dá)14％左右;在使用過(guò)程中催化劑晶粒的團(tuán)聚現(xiàn)象加劇，催化劑結(jié)晶度下降至84.96％;催化劑的基本骨架結(jié)構(gòu)沒(méi)有發(fā)生改變，強(qiáng)酸明顯減少。
　　(3)搭建失活催化劑再生試驗(yàn)系統(tǒng)，利用