生物質(zhì)與廢輪胎共熱解及催化對液體產(chǎn)物的影響.pdf

1、生物質(zhì)熱解得到的熱解油主要是含氧較高的一類有機物如苯酚、甲酚等含氧化合物和C<,10>-C<,16>的烴類及芳香烴類化合物。盡管含氧燃料可能成為未來機動車輛的綠色用油，但將生物質(zhì)裂解過程產(chǎn)生的熱解油直接作為燃料因含氧較高、熱值較低、對發(fā)動機產(chǎn)生較強的腐蝕、點火延遲及存儲不穩(wěn)定等問題尚存一定的困難。另外，廢輪胎熱解所得熱解油中的多環(huán)芳烴(PAHs)較多，這也是燃料油中所限制的。這些問題的產(chǎn)生主要是由原料本身的元素組成造成的。即生物質(zhì)含氫和

2、氧的比例較高，廢輪胎含碳比例較高，致使生物質(zhì)和廢輪胎它們各自單獨熱解得到的熱解油難以符合現(xiàn)有燃料的要求。如果將生物質(zhì)和廢輪胎進行共熱解，通過調(diào)節(jié)二者的比例，使原料C、H、O含量控制在適當(dāng)比例，可望使產(chǎn)生的熱解油C/H比的組成與石化燃料相當(dāng)。 基于上述認(rèn)識，針對目前存在的問題，結(jié)合本課題組已經(jīng)積累的研究基礎(chǔ)，本課題從以下方面展開了研究：揭示催化裂解過程中生物質(zhì)對廢輪胎熱解過程中二次反應(yīng)的抑制程度，原料組成對催化熱解過程的影響，并能

3、從結(jié)構(gòu)特點上找到多孔材料分子篩孔徑與所得油的品質(zhì)間存在的相互關(guān)系等問題，通過分析表征的手段以及從微觀的角度去揭示廢輪胎同生物質(zhì)共熱解的規(guī)律。 通過對生物質(zhì)與廢輪胎共熱解特性分析知，共熱解有利于提高氣體產(chǎn)率，降低固體和液體產(chǎn)率；催化劑的使用提高了氣體產(chǎn)率，降低了液體產(chǎn)率，但二者的變化幅度與分子篩的孔徑有關(guān)。經(jīng)對共熱解油GC-MS、GC及氧含量等手段分析表明，共熱解對某些組分有協(xié)同作用，通過稻殼與廢輪胎的共熱解，主要組分檸檬精油含量

4、出現(xiàn)比單獨熱解加權(quán)后的數(shù)值增大或減少的現(xiàn)象；熱解油中氧含量也比單獨熱解加權(quán)值大。通過木屑與廢輪胎的共熱解，PAHs物質(zhì)含量較加權(quán)值減少。從燃料油品角度考察共熱解油各項指標(biāo)、參數(shù)知，共熱解有利于克服生物質(zhì)單獨熱解油品熱值低的弊端，在原料比例合適時，熱值接近柴油熱值，催化劑對熱解油的熱值有一定影響；同石化柴油相比，生物質(zhì)與廢輪胎共熱解油的粘度、密度還存在偏高的問題。催化劑的存在，能顯著降低熱解油的粘度、密度，和HZSM-5、MCM-41相比

5、，大孔的SBA-15更有利于粘度和比重的降低。但同石化柴油相比，粘度、密度仍偏高；稻殼與廢輪胎單獨熱解油的分子量分布存在差異性，共熱解有利于調(diào)節(jié)熱解油的分子量分布向柴油、汽油分子量接近的方向發(fā)展，有利于改善熱解油品質(zhì)；熱解油熱重分析表明，生物質(zhì)與廢輪胎共熱解催化得到的熱解油同商業(yè)柴油比較，揮發(fā)性優(yōu)于柴油，但仍存在低沸點餾分和高沸點餾分較高的問題，催化劑SBA-15和MCM-41相比較，SBA-15更有利于降低高沸點餾分，改善油品的品質(zhì)；