反应气体对松木生物质催化热解产物的影响

使用双颗粒流化床反应装置,对松木生物质进行了连续催化反应,选用CoMo-B和硅砂这2种流化介质,调查了氦气、氢气以及甲烷不同反应气体分别在不同流化介质作用下以及混合气体中氢气分压对热解产物的分布及其收率的影响。实验结果表明:在硅砂条件下,热解产物主要受温度的影响,在氦气和1173K高温下,IOG的分布主要以一氧化碳为主,其收率到达37.78wt%,daf,轻质芳烃HCL为3.10wt%,daf。但在催化剂CoMo-B作用下,适度的催化加氢有利于反应产物的控制,在863K下,轻质芳烃HCL和碳氢化合物气体HCG可达到6.29wt%,daf和15.43wt%,daf。采用工业用炼焦煤气作为加氢气体,在催化剂的作用下可以实现生物质中温连续催化加氢制取化学品的新过程。     

生物质催化热解研究进展

介绍了生物质种类、生物油性质、热解反应条件对生物油产率和油品质的作用以及催化剂对催化热解反应的影响。生物质催化热解技术能够实现资源、能源、环境的高效统一,符舍社会的可持续发展原则,具有很大的开发前景。     

生物质催化热解的TG-FTIR研究

借助综合热分析仪和傅立叶红外联用技术(TG-FTIR),考察了HUSY、REY和HZSM-53种分子筛以及重油催化裂化催化剂MLC和馏分油催化裂解催化剂CIP对生物质催化热解的活性和选择性。研究结果表明,分子筛对生物质热解产物的脱氧活性顺序为:REY≈HUSY>HZSM-5,生成高辛烷值烃类的选择性顺序为:REY>HUSY≈HZSM-5;MLC催化剂和CIP催化剂都表现出较高的选择活性,前者的脱氧活性略高于后者;择形分子筛HZSM-5的引入对调整催化剂酸强度、提高催化转化选择性和抑制焦炭生成产生一定作用。     

生物质催化热解制备轻质芳烃研究

以轻质芳烃苯、甲苯、二甲苯和萘(BTXN)为目的产物,采用颗粒流化床对松木生物质进行了催化热分解实验.在冷模试验中讨论了CoMo-B催化剂加氢催化作用下,静止床高、流化气速、床层压降的相互关系,得到了合适的操作条件范围,为热分解实验提供了必要的基础实验数据.在热分解实验中,调查了操作气速、床层高度以及热解温度对产物收率和分布的影响,在操作气速0.32m·s-1、催化剂静止床高0.08m、热解温度863K的条件下,目的产物BTXN的最大收率可达到6.29%,daf(干燥无灰质量基准).     

生物质废弃物在回转窑内热解研究--Ⅰ.热解条件对热解产物分布的影响

研究了生物质类废弃物在回转窑内的热解特性,讨论了物料种类,热解终温,加热方式,给料粒径和含水率对热解产物分布的影响。物料挥发份和热解终温高,加热快,粒径小,有利于燃气产率的提高以及炭产率的降低,而水分的提高会提高焦油的产率并降低炭的产率。同时,还研究了回转窑内的温升特性和热解气体的瞬态析出特性。     

内循环串行流化床生物质催化热解试验研究

在处理量为0.2 kg/h的新型内循环串行流化床(IIFB)上进行了生物质催化热解制油的试验研究.以木屑为原料、石英砂为热载体,研究了在没有催化剂条件下反应温度对热解产物分布的影响;以HZSM-5催化剂与石英砂混合物为床料进行了催化热解试验,并对热解产物和反应后的催化剂进行了表征分析.结果表明:反应温度为515℃时,液体产物的收率最高.HZSM-5催化剂的加入促进了气体以及焦炭的生成,使液体产物的收率降低,且催化剂体积分数越大,影响越显著.催化荆表面的积炭经燃烧反应后被除去,催化剂的稳定性得到改善.热解不可冷凝气体的主要成分为CO和CO2,随着热解温度的升高,CO2产量下降,CO和CH4的产量增加.经HZSM-5催化热解后,生物油中的酸、醛和酮类物质含量明显减少,而小分子的烃类与酚类物质含量明显增加,表明催化剂具有明显的脱氧效果.     

生物质快速热解蒸气的在线催化研究

在固定床上对生物质流化床快速热解产生的蒸气进行了直接催化试验.选用HZSM-5催化剂,探讨了催化温度和催化剂量对催化后产物分布及生物油组分的影响.结果表明:在催化温度为375℃、催化剂量为30 mL时,可获得较高的液相产率(36.4%)、较低的气相产率(20.4%)和焦产率(13.9%).通过分析最佳工况下的生物油组分,发现精制油中含氧量高的有机酸、酯、酮、醛、呋喃等含量明显降低,而含氧量低的小分子酚类及不合氧的烃类含量大幅提高.     

生物质热解过程气体产物释放特性的研究

生物质热解是一种重要的热转化技术,同时也是生物质气化、燃烧与液化等热转化过程的初始阶段,因此生物质热解的研究具有很好的理论意义与应用前景。基于这样的背景,选用固定床反应器,以白松、花生壳和稻秸为生物质样品,对其慢速热解的各相产物、产率进行比较,然后对不同生物质的热解气体产物进行分析,最后深入考察碱金属催化剂(K2CO3)对于不同生物质催化裂解过程所产生的影响。结果表明,在相同慢速热解条件下,稻秸的制氢效果最为明显。在加入碱金属催化剂后,发现相较于白松和稻秸,K2CO3对于花生壳的催化制氢效果尤为显著。     

桉树类生物质热解及产物释放特性研究

采用热重红外联用方法研究不同升温速率下桉树枝和桉树皮的热解特性和热解气体产物的释放特性,对比分析两者的差异性及差异机理。结果表明:桉树枝热解过程主要分为干燥、热解和碳化3个阶段,热解速率较快,气体产物释放主要集中在热解阶段进行,主要气体产物有烷烃、醇、酚、醛、羧酸、酮等多种有机气体产物和少量CO,CO2;桉树皮热解过程分为干燥、进一步干燥、热解反应、碳化及高温持续碳化5个阶段,相比桉树枝热解速率明显较低。桉树皮热解反应阶段在450⁵50℃和650550℃和650⁸00℃两个高温区间存在较为剧烈的碳化反应过程,主要气体产物为CO2和CO。     

反应精馏催化改性生物质热解油

以生物热解油和乙醇为原料,在固体酸催化作用下,首次采用氧化预处理和反应精馏的方法对生物质热解油进行了催化改性.对SO2-4/MzOy系列的固体酸的催化性能进行了考察,其中SO2-4/ZrO2具有较高的活性.改性所得两种改性油与原料油相比在各方面性能上有较大的提升,经过GC和FT-IR分析,轻油主要成分是原料油中的轻组分所转化的酯类化合物,重油主要是原料油中不溶于水且沸点较高的成分.两种改性油都具有较高的储存稳定性,在平均温度20℃以上的环境下不避光储存3个月各项性能没有发生较大变化.     

生物质的热解与液体产物的精制

本文重点介绍了生物热化学加工技术中的热解的研究进展，分析了热解过程，液体产物组成与精制方法，最后提出了今后的研究方向。     

核桃壳热解分级冷凝产物分布特性研究

为研究热解温度、载气流量和冷凝温度对核桃壳热解产物分布的影响,在实验室研制的生物质热解与分级冷凝装置上对核桃壳热解进行实验研究,结果表明:液体产物收率随着热解温度的升高而增加,但增加速率逐步降低;载气流量对液体产物总收率及各级液体产物收率影响较小;冷凝温度对液体产物总收率影响较小,但对各级生物油的收率影响较大.GC/M...     

生物质富氮热解及热解产物高值化利用的研究综述

生物质富氮热解是生物质的一种高值化热化学利用方式,其过程为在生物质热解过程中引入外源氮素共热解以改善生物质热解产物的品质并获得高附加值化学品。本文综述了生物质富氮热解过程的机理、不同工艺条件对于生物质富氮热解的影响和生物质富氮热解产物的理化特性,总结了近年来对于生物质富氮热解产物在各领域应用性能的研究进展。相比于常规热解,生物质富氮热解改变了热解产物的物理化学性质,提高了热解产物品质,扩大了生物质热解产物的应用范围,同时提高了生物质热解产物在各领域的应用潜力。总之,生物质富氮热解是一种前景广阔的生物质利用方式,需要更加深入的研究和探索。     

中药渣固废的碳酸钾催化热解特性与产物分布规律

以木本中药渣为原料,采用浸渍法负载不同含量K₂CO₃催化剂;通过热重实验,分析中药渣催化热解特性和热解特征参数,并采用Starink法进行动力学分析,计算催化热解反应的表观活化能;使用固定床热解炉,优化催化热解反应条件,考察不同K₂CO₃负载量对热解产物分布的影响规律。热重结果表明,K₂CO₃能显著降低中药渣的初始热解温度和最大热解温度,从而降低热解快速失重段的反应活化能;且K₂CO₃负载量越大,催化热解效果越好。热解实验证实：K₂CO₃含量为中药渣催化热解反应的最主要影响因素,它可加速生物基大分子的低温解聚和热解中间产物的催化裂解,既可降低热解油产率,又能大幅提升H₂、CO和C₂H₆等小分子低碳烃气体的产率,且有利于提高热解气的H₂/CO比例。     

烘焙对生物质催化热解产物特性的影响研究

为了探究烘焙对生物质快速催化热解产物的影响,首先对棉秆在管式炉上进行不同温度(200、250、300℃)烘焙,然后在550℃下进行快速热解试验。随着烘焙温度的升高,气体产物中CO含量由51%逐渐减少到34%;烘焙后,热解油中酮类含量大幅减少,其中主要产物为芳香烃,其含量随烘焙温度的升高先增大后减少;烘焙可缓解催化热解过程中积碳的生成,300℃烘焙后的积碳量最少,仅为原样的46%。     

生物质热解加氢制汽柴油系统的火用分析

基于生物质热解加氢制汽柴油系统的Aspen Plus模拟,分析了全系统碳氢氧元素的平衡转化过程,并基于火用理论对全系统及各单元进行了用能分析,研究了重整温度和氢利用率对系统火用效率的影响。结果表明：模拟条件下汽柴油产率为0.122 kg/kg生物质(干基);生物质碳的24.74%转化到汽柴油;转化到汽柴油的氢占实际总氢消耗的19.85%;加氢过程生物油氧38.2%以CO2脱除,其余以H2O脱除。全系统总火用效率(η )和产品火用效率(η-)分别为59.9%和32.8%;全系统火用损以内部不可逆火用损为主,比例达约30%,热解单元是全系统火用损最大的部位。重整最佳温度为750℃~800℃;系统自供氢条件下,η 和η-所能达到的最大值分别为63.1%和42.6%。     

生物质二级固定床催化热解制取富氢燃气

针对二级固定床反应器(第一级是热解反应器,第二级是催化反应器),以制取富氢燃气为目标,分别采用稻壳、秸秆、锯末为原料,重点考察了固定床催化反应器在不同反应条件下对产气量、产氢率和焦油含量的影响.与一级热解反应相比,在催化反应器温度为750℃时,稻壳热解的产气量提高了22%,氢气的体积含量提高了50.3%;通过使用煅烧白云石和镍基催化剂,稻壳热解的产气量提高了36.6%,氢气的体积含量提高了76.2%.催化反应器温度为815℃时,秸秆和锯末的热解实验结果与温度为750℃时具有相同的趋势,且催化固定床能够有效降低燃气中焦油的含量,可降至原来含量的1%.催化剂负载量和燃气空速对产气量和氢气浓度都有影响.催化剂负载量为生物质送料量的30%、燃气空速为0.9×104h-1时,实验结果相当满意.     

典型生物质在不同温度下的热解产物特性

以松木和稻秆成型颗粒为原料,采用热棒反应器和气质色谱联用仪对其热解产物特性进行了分析,通过FTIR及比表面积分析仪从表面官能团和孔隙结构两方面对热解焦炭特性进行分析研究。结果表明,松木和稻秆在500℃时基本完成热解;松木比稻秆含有更多木质素,容易生成苯酚类芳香烃焦油;除了酚类,醛类也是松木热解中的重要组分。温度越高,稻秆和松木的热解焦结构更加趋于芳香化,且芳香结构上的侧链显著减少,但二者显著区别在于—OH和—CH_x吸收峰基本消失时的温度不同,稻秆和松木对应的温度分别为400℃和500℃,这与稻秆灰的催化作用有关。稻秆原料及低温下的稻秆热解焦中,中孔和大孔是主要孔型,但在松木原料及低温下的松木热解焦中,三种孔隙占比基本相当。温度上升时,两种生物质焦颗粒内部孔径分布发生了明显变化。     

生物质木屑热解动力学研究

在空气氛围下对生物质木屑进行热解实验研究。通过分析TG曲线和DTG曲线可知,热解过程分为3个阶段。应用Coats-Redfern积分法对生物质木屑的热解过程进行动力学分析,采用y(α)-α主曲线法选择最概然的动力学机理函数,建立热解模型,同时计算相应的活化能和指前因子。     

生物质快速热解特性研究

采用管式炉试验台对中国3种典型生物质(谷壳、玉米秆和棉秆)快速热解过程中生成气的析出情况及碱/碱土金属析出规律进行研究.结果表明:3种生物质快速热解过程中CO、CH4和CO2同时析出,CO为主要析出气体,CH4和CO2的析出量明显低于CO.样品中碱金属的析出比碱土金属快,Na的析出率最高且其析出与样品挥发分的析出同步,可认为释放的Na以有机钠为主.碱金属的析出率最终都在60％～80％,而碱土金属的析出率最终都在30％～40％,余下的碱土金属都残留在灰分中.