分级孔HZSM-5催化烘焙预处理杨木快速热解制取芳烃

采用NaOH溶液对HZSM-5进行处理,通过XRD,BET,NH3-TPD方法对改性前后的HZSM-5进行表征。在管式炉中对杨木进行烘焙预处理,利用改性前后的HZSM-5在催化剂评价装置中进行烘焙预处理杨木的催化热解实验,探究杨木烘焙预处理温度和HZSM-5碱处理浓度对芳烃产物的影响。研究结果表明,碱处理后的HZSM-5形成了含有微-介孔的分级孔道结构,酸分布有所变化;随着NaOH浓度的增加,生物油中多环芳烃的含量逐渐降低,单环芳烃的含量呈现先增加后降低的趋势,在0.3-HZSM-5催化下达到最高产率58.12%;随着烘焙温度的升高,生物油中单环芳烃的含量先增加后降低,含氧化合物的含量先减小后增加,260℃烘焙预处理杨木催化热解效果最佳,芳烃化合物总收率达到82.01%,其中单环芳烃选择性达到70.87%。     

改性HZSM-5对油茶籽壳催化热解特性的影响

为改善油茶籽壳热解产物分布和油茶籽壳生物油成分特性,制备了金属Co、Mg和Cu改性的HZSM-5并用于油茶籽壳催化热解.对改性后的HZSM-5进行了表征,表征结果显示改性后的HZSM-5微观形貌没有改变,但比表面积有了较大幅度的降低.金属Mg负载改性的HZSM-5有利于油茶籽壳热解产生更多的液相产物,而金属Cu负载改性的HZSM-5则有利于油茶籽壳热解产生更多的气相产物.金属Co和Cu改性的HZSM-5提高了油茶籽壳热解生物油中酚类的相对含量,降低了生物油中酸类物质的相对含量.     

碱改性HZSM-5热解生物质模型化合物影响研究

实验采用Py-GC/MS在500 ℃下对NaOH、Na₂CO₃和有机碱（CTAB/TPAOH）改性HZSM-5催化热解生物质模型化合物的产物分布影响机制进行探究。结果表明,利用0.1 mol/L NaOH/Na₂CO₃改性HZSM-5使热解油中小分子酮、酚和酯类物质的收率有所提高,有利于碳链长度≥5产物（C_≥5）的生成;0.2 mol/L NaOH/Na₂CO₃改性HZSM-5催化剂有助于脱羰和脱羟基反应的进行,促使环状化合物开裂转化为链状化合物。TPAOH的加入使NaOH改性HZSM-5催化热解产物中酮类产物收率降至18.56%、醛类产物收率增至3.01%,并促使C_≥9产物向C_≤4转化,链状产物增加;经CTAB改性后C_≥9产物向C_5-8转化,环状产物增加。     

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).     

双金属共改性沸石催化杉木热解制备轻质芳烃

以杉木为原料在金属改性分子筛作用下进行热解制备芳烃,采用热裂解-气相色谱质谱法进行热解。结果表明：单金属改性中5%Zn/HZSM-5可达到最好催化效果,其芳烃的相对峰面积达到最高的34.17%,苯、二甲苯的产率相对最高;与单金属改性相比,1%Zn-4%Co/HZSM-5可增大单环芳烃产率,其中苯增大1.19倍,甲苯增大1.21倍;萘、甲基萘等大分子芳烃产率显著减小,同时氧化物产率减少。验证不同金属结合会产生某种协同效应,在热解过程中添加双金属改性分子筛有利于热解油品位的提高。通过NH₃-TPD表征和BET测试阐述金属改性对催化剂表面结构及酸位点变化的影响。     

负载型HZSM-5对紫茎泽兰微波催化热解产物的影响

随着化石能源的消耗及环境条件的恶化,寻找新的可替代能源已经成为整个社会面临的重大难题.文中试验以世界性恶性杂草紫茎泽兰为原料,讨论了天然催化剂以及负载型HZSM-5催化剂对生物质微波催化热解的产物的影响.结果表明:凹凸棒土对酸类加氢还原反应具有较强的催化作用,使产物中羰基类物质含量增加.而HZSM-5催化剂能够促进芳香...     

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.     

基于镓改性ZSM-5分子筛作用下的环氧树脂催化热解制芳烃反应性能研究

为实现环氧树脂的清洁处置与资源化利用,在一系列金属镓改性的ZSM-5催化体系中进行快速热解实验,并进行了包括氮气吸附-脱附测试、X射线衍射（XRD）、氨气程序升温吸附（NH₃-TPD）、热重分析（TGA）和透射电镜（TEM）在内的全面的催化剂表征,以阐明催化剂的结构特性。镓的改性显著调节了ZSM-5分子筛的布朗斯特/路易斯酸分布和孔隙结构,改善了高温下分子筛的热解脱氧性能,提高了催化剂的择形催化能力。选取镓负载量、热解温度、催化剂用量、热解升温速率和催化剂回用次数为实验变量,探究了热解油组成分布的变化规律。结果表明,与未改性的分子筛相比,镓改性的ZSM-5分子筛显著提高了环氧树脂快速热解过程中芳烃的选择性。通过不同热解条件的研究发现,环氧树脂催化热解制备芳烃的最佳条件为：1Ga-ZSM-5分子筛∶环氧树脂 = 1∶1,热解温度为600℃,热解速率为10℃/ms,此时芳烃总选择性最高可达56.4%,其中更有价值的单环芳烃的相对含量达到31.6%。     

HZSM-5催化纤维素液化的研究

以微晶纤维素为研究对象,HZSM-5为催化剂,系统考察了原料/溶剂水质量比、反应温度、反应时间、催化剂用量、催化剂硅铝比等对催化液化效果的影响。结果表明:在纤维素/溶剂水的质量比为1/20、反应温度280℃、反应时间40min、HZSM-5催化剂(硅铝比为28)用量为原料质量分数的5%时,可以得到较好的催化液化效果,且HZSM-5催化剂可以多次重复使用。     

助剂改性Ru-Ni-CeO2/HZSM-5催化剂裂解秸秆气化焦油性能研究

用助剂Fe、Mn、Co以及Cu调变浸渍法制备Ru-Ni-CeO2/HZSM-5催化剂,并对催化裂解秸秆气化焦油的活性和选择性进行研究。结果表明,助剂影响焦油裂解的活性和选择性,Cu对提高Ni-Ru-CeO2/HZSM-5催化剂焦油裂解活性和燃气质量具有最佳效果。     

HZSM-5/MCM-41复合分子筛的制备及其对竹木热解的影响

为了研究介微孔复合分子筛HZSM-5/MCM-41在生物质快速催化热解过程中的协同作用,以竹木为生物质原料,通过裂解气相色谱/质谱联用仪(Py-GC/MS)进行竹木热解实验和在线数据分析,研究不同消解时间-结晶时间和制备温度下复合分子筛HZSM-5/MCM-41对于竹木热解产物的影响。研究结果表明:在总时间一定的基础上,随着消解时间的增加,烃类物质的产率先升高后降低,当消解时间-结晶时间为24 h-24 h时,烃类物质的产率最高;随着制备温度的升高,烃类物质的产率先升高后降低,当制备温度为110℃时,烃类物质的产率达到最高;添加复合分子筛后,除了单环芳烃类物质的产率有极大提高外,酸类、呋喃类、酚类、酮类等含氧化合物的产率均有一定程度的下降;在竹木热解过程中添加复合分子筛HZSM-5/MCM-41有利于热解油品位的提高。     

木质素与高密度聚乙烯共热解特性研究

生物质与塑料共热解是一种非常有效的生物质利用方法之一,但由于生物质结构的复杂性,共热解过程的机理尚不明晰。木质素是生物质的主要组分之一,本文通过热重-质谱联用仪和裂解器-气相色谱质谱仪研究其与高密度聚乙烯共热解过程,获取共热解特性及热解产物分布特性,以揭示共热解过程机制。结果显示,木质素与高密度聚乙烯共热解过程存在协同效应,使得热解失重速率加快,热解固体残渣含量减少。共热解过程有利于CH₄、H₂O、CO和C₂H₄的生成,抑制CO₂的生成。同时,酚类、醇类和糖类等含氧化合物产量减少,烷烃和烯烃类化合物产量增加。结果表明,共热解过程会发生氢转移现象,氢与木质素衍生热解产物结合发生反应,从而抑制含氧化合物的生成,促进烷烃类和烯烃类化合物生成。     

玉米秸秆颗粒热解制炭的试验研究

对玉米秸秆颗粒炭化温度对生物质炭的产率及质量的影响进行试验及分析研究,给出了不同炭化温度下玉米秸秆颗粒的产炭量、能源转化率和生产出炭的理化特性,找出了秸秆制炭工艺的最佳炭化温度条件。试验表明:玉米秸秆颗粒在300℃时即可完成炭化,炭的产率为55%,低位热值为21.3MJ/kg,挥发分为35.75%,提高热解温度时,炭的产率及热值均呈逐步下降的趋势。因此,对于简单的颗粒制炭设备,宜采用低温炭化工艺,以获得较高的秸秆炭产率。     

低阶煤与玉米秸秆共热解特性研究

为探究低阶煤与玉米秸秆共热解过程中的协同作用,文章借助热重仪器分析了低阶煤与玉米秸秆的共热解特性,研究了升温速率对低阶煤与玉米秸秆共热解过程及其动力学参数的影响。研究结果表明:在快速升温条件下,玉米秸秆的加入促进了混合物共热解过程中挥发分的生成,提高了热解的转化率,降低了热解的活化能,两者的共热解过程产生了协同作用;随着升温速率的提高,低阶煤与玉米秸秆共热解过程的协同作用逐渐增强。     

CaO催化热解玉米秸秆实验研究

在管式加热炉中对玉米秸秆进行了热解实验研究,实验结果表明添加CaO后,气体中CO、H2、CH4含量均有增加,尤其是H含量增加最为明显,产气热值相对于纯玉米秸秆热解提高了17·9%。     

生物油改性及催化热解技术研究进展

生物质快速热解制取生物油是一种生物质能源热转化的重要方式,是目前可再生能源利用研究的热点。文中介绍了快速热解技术的发展现状,详细讨论了生物质油的特性以及生物质油精制和改性方法,包括催化加氢、催化裂解、添加溶剂与乳化技术,以及近年来倍受关注的生物质催化热解技术。     

煤与生物质共热解工艺的研究进展

热解是将固态原料转化为液体燃料、可燃气和焦的重要途径,是实现生物质资源清洁、高效利用的重要技术。将生物质与煤混合共热解是生物质资源利用的重要方法,两者混合热解不仅有助于降低CO_2的排放量,还能有效地解决能源短缺和环境污染带来的问题。文章综述了煤与生物质共热解技术的研究进展,系统地介绍了共热解过程中煤与生物质的相互作用以及热解温度、混合比例、滞留时间、升温速率、矿物质成分、物料粒径和热解反应器类型等因素对热解过程的影响,并对煤与生物质共热解技术的发展前景进行了展望。     

生物质与废塑料共热解的研究进展

文章介绍了国内外生物质热解、废塑料热解以及生物质与废塑料共热解的发展现状与趋势,概述了我国生物质能源与废塑料共热解的潜力。对生物质和废塑料共热解进行了展望,并指出了生物质和废塑料共热解研究的发展战略。     

Ga/ZSM-5催化酚醛树脂热解选择性制备单环芳烃的研究

开发一系列用于酚醛树脂快速热解的Ga改性ZSM-5催化剂,并进行全面的催化剂表征,包括X射线衍射(XRD)、氮气吸附脱附、氨气程序升温吸附(NH₃-TPD)和透射电子显微镜(TEM)等,以阐明催化剂的结构特性。Ga物种显著调节了ZSM-5分子筛酸性位点的分布和孔结构,有利于高温下促进热解脱氧反应的进行,同时优化了择形催化性能。重点讨论了Ga负载量、热解温度、催化剂与酚醛树脂质量比和升温速率等参数对热解油组成分布的影响规律。与母体H-ZSM-5催化剂相比,0.5Ga/ZSM-5在酚醛树脂快速热解中催化生产单环芳烃的效率更高,且更能有效抑制酚类化合物的生成。当热解温度为800℃、升温速率为10℃/ms时,单环芳烃的相对含量达到64.1%。     

玉米秸秆催化热解制取富氢气体

文章利用管式炉反应器研究了12种催化剂对玉米秸秆热解制取富氢气体的影响,并结合气相、固相、液相产物的特性以及催化剂表征探究了物质的迁移转化规律。研究结果表明：添加10%Ni/CaO-sg的实验组达到了最佳效果,热解气产率从无催化热解时的27.8%提升至46.5%,H₂产量从53.7 mL/g上升至142.0 mL/g,H₂所占比例也从24.2%上升至32.1%;在CaO主剂的催化作用下,原料的无序性热解反应进行得更加充分,热解炭产率降低,进而在负载镍的10%Ni/CaO-sg催化作用下,热解油中的重组分芳香烃类化合物裂解成较轻的酚类,同时烷烃和烯烃含量增多,这些反应均促使热解气产率增加及氢气产量的提升。