稻壳热解和生物油精制的研究

在一个间歇给料的流化床反应器中热解稻壳生产生物油,热解温度范围为450-650℃.在500℃,生物油的最大产量为53.8%.用色质联机研究了生物油的化学成分,确定了生物油的元素组成、密度、pH、黏度和热值.研究了生物油与柴油的乳化油的比例和理化特性,结果表明乳化方法是一种实用的生物油利用途径.     

稻壳热解油的特性

利用自行搭建的固定床热反应器对稻壳进行热解实验制备热解油, 采用两种不同极性的石英毛细柱对收油后的二氯甲烷溶液进行GC-MS检测。实验结果表明:热解终温对热解油品的组分种类几乎无影响, 但热解油产率随热解终温增大呈先升高后降低趋势;热解油二氯甲烷溶液的水相部分化合物种类相对较少, 主要物质为甲酸、乙酸和1-羟基-2-丙酮, 油相部分有机物种类极为复杂, 主要物质为糠醛、糠醇以及酚类和酮类物质;可凝结的热解有机气体主要在500～600℃发生二次裂解;对稻壳600℃热解油油相检测时发现:在RTX-5MS柱检测条件下, 组分中前5种化合物是糠醛、2-丁酮、乙酸、苯酚和2-甲氧基苯酚, 而在RTX-WAX 柱检测条件下, 前5种化合物是苯酚、2-甲氧基苯酚、4-乙基苯酚、乙酸和3-甲基苯酚。     

稻壳快速热解制备生物油条件探索及产物分析

以稻壳为原料,通过流化床快速热解的方式制备生物油。初步考察了螺旋进料速率对流化床反应参数的影响。当进料速率由 4 kg/h 提高至 5 kg/h 时,床层温度明显下降,床层压差明显增加,燃气流量也明显增加,表明热解产物更多地发生了二次裂解反应。采用GC-MS对快速热解所得生物油的组成进行分析,采用TG-DSC考察生物油的热稳定性,表明在250~400℃ 之间,出现较强的放热现象,缩聚现象严重,并对其重要的燃料性能进行表征,pH值2.33,水分 24.0%,热值 16.3 MJ/kg,密度 1.17 g/mL,黏度 45 mm²/s(30℃)。     

稻壳快速热解制取生物质油的试验研究

目前生物质快速热解高温热解气主要利用间壁式冷却器进行冷凝,容易造成冷却管道的结焦堵塞问题,本试验根据流化床稀相输送特点、生物质的热解特性以及生物质油的冷凝收集特点,设计了生物质快速热解反应装置,改进生物质物快速冷凝系统,以稻壳为原料进行快速热解制取生物质油的试验研究,分别考察单因素反应温度、流化气量以及进料速度对生物质油产率的影响。试验表明:稻壳热解气能够快速顺利地得到冷凝,反应系统能够连续顺利运行,随着反应温度、流化气量、进料速度的增大,生物质油的产率都呈现先增大后减小的趋势。另外对产出的生物质油用气质联用设备进行了成分分析,得出了生物质油的主要成分,其中酸类、酮类、脂类以及酚类的含量相对较高。     

轻质生物油洗涤预处理对棉花秸秆热解的影响

采用轻质生物油对棉花秸秆进行洗涤预处理,研究预处理前后棉花秸秆的热解特性。结果表明,洗涤预处理有效降低了棉秆灰分和金属元素含量,提高了生物油的产率和热值,降低了生物油的含水量,增大了棉秆炭挥发分和固定碳含量。因此,轻质生物油洗涤预处理是一种很好的生物质脱灰方式。     

金属盐添加剂对生物质热解特性影响研究进展

生物质资源由于其原料容易获取且可再生、反应产物绿色无污染等优点被视作为新世纪最有发展潜力的新能源。生物质热解作为目前将生物质能转化为高品质洁净能源的有效方法之一,可凭借热解反应可将生物质转变为高附加值的、获取难度大的化学品,因此具有较高的研究意义。相关研究表明,在生物质热解过程中加入金属盐添加剂可实现对其过程的干预。本文概括总结了金属盐添加剂的添加方式以及不同种类的金属盐添加剂对生物质热解特性的影响,以期对同类研究提供理论参考。     

赤泥对玉米秸秆催化热解生物油的影响规律研究

将经过不同温度煅烧的赤泥与玉米秸秆按照一定质量比混合,在500℃下进行催化热解实验,研究赤泥对玉米秸秆生物油组成的影响规律。经TG-DTG和XRD分析发现：600℃煅烧后赤泥（RM600）中含水矿物失水,1 000℃煅烧后赤泥（RM1000）中碳酸盐类化合物分解完全,并且发生了烧结反应。对生物油进行GC/MS分析发现：经过干燥的赤泥（RM）和600℃煅烧的赤泥对羧酸酮基化反应具有明显促进作用,酸类的量降低,酮类的量相应增加,同时对呋喃类的生成也有促进作用。其中,干燥赤泥降酸作用更明显,玉米秸秆与赤泥质量比1：5时,生物油中酸类的量由未添加赤泥时的23.85%降至0.90%。此外,2种赤泥对糖类和醛类都有抑制作用,而1 000℃煅烧的赤泥发生烧结反应,催化作用大幅降低,对生物油组分影响较小。     

美开发生物油热解新工艺

美国农业部（USDA）农业研究服务（ARS）分部的研究人员4月18日宣布,已开发出一种新的快速热解过程,可从生物油中去除大部分的氧,而无需添加催化剂,该过程被称为尾气反应热解（TGRP）。研究团队使用三种类型的生物原料（橡木、柳枝稷和菥萁种子）进行了半工业规模研究。试验结果表明,与传统快速热解产生的生物油相比,由橡木和柳枝稷采用新过程生成的生物油的能量相对高出很多。橡树生物油的能量含量高出33．3％,柳枝稷生物油能量高出42％。     

CaO催化剂对松木锯末快速热解制备生物油的影响

在小型鼓泡流化床反应器中,对添加CaO催化剂的松木锯末进行了快速热解制备生物油的研究。热解蒸汽采用多级冷凝,以尽可能回收更多的液体产物,同时实现液体产物的初步切割分馏。其中第一级冷凝采用循环冷却介质进行喷淋激冷,第二、三级分别采用间壁式水冷和冰浴冷却,收集到的液体产物依次命名为生物油1、生物油2和生物油3。研究表明:加入CaO后,生物油1、 2和3中的含水率依次增加,热值依次降低;酸度明显下降,酮类和烃类增加,酚类减少。室温下放置 30 d 后,生物油中酚类含量增加(当CaO含量为 30% 时,酚类增加尤其明显,约 50%),同时酯类含量减少,水含量增加。     

微波辅助下固体酸催化剂对稻壳热解油的催化加氢

微波辅助下,以甲醇为溶剂的固体酸催化剂对稻壳热解油的催化加氢,采用Gc/MS分析稻壳热解油催化前后正己烷萃取物.结果表明:稻壳生物油中的化合物十分复杂,主要成分为酮、酚、醛、酸和酯等含氧化合物;在固体酸催化下,酮和酚的含量大大降低;同时,稻壳热解油催化后正己烷的萃取物中的化合物种类也有所增加;微波辅助下,固体酸催化剂对...     

生物热解油精制改性研究进展

综述了近年来生物热解油的精制改性技术(如催化加氢、催化裂解、添加溶剂、乳化及催化酯化等),并对其优缺点进行了分析比较.根据生物油中化学组成的特点,指出将活泼极性基团转化为较稳定的非极性基团(如将羧基转化为酯基,将醛基转化为缩醛),是生物油精制改性十分有效的方法.     

水合CaO对微拟球藻催化热解制备生物油的影响

以水合CaO为催化剂,在管式炉内研究了微拟球藻的催化热解.考察了催化剂用量对微拟球藻热解产物及油品组成的影响,并通过直接再生和强化再生研究了催化剂的再生特性.结果表明:随着水合CaO用量逐渐加大,生物油性能明显改善.在催化剂/藻质量比为1:3时催化热解得到的生物油产率为28.5%,具有含氧量低、热值高、运动黏度低、含水率低等优点.与直接热解油相比,催化热解油中羧基化合物和羟基化合物含量均有明显下降,而脂肪烃和芳香烃含量均显著增加.第1次和第2次循环再生实验中,直接再生催化剂依然具有较高的催化活性.通过在直接再生过程中引入水洗强化步骤,可对再生催化剂表面进行更新,并降低其表面的碱金属含量,明显改善再生催化剂所催化热解的油品质量,提高再生催化剂活性.     

稻壳快速热裂解生物油的特性研究

Physicochemical properties of bio-oil obtained from fast pyrolysis of rice husk were studied in the present work.Molecular distillation was used to separate the crude bio-oil into three fractions viz.light fraction,middle fraction and heavy fraction.Their chemical composition was analyzed by gas chromatograph and mass spectrometer(GC-MS).The thermal behavior,including evaporation and decomposition,was investigated using thermogravimetric analyzer coupled with Fourier transform infrared spectrometer(TG-FTIR).The product distribution was significantly affected by contents of cellulose,hemicellulose and lignin.The bio-oil yield was 46.36%(by mass) and the yield of gaseous products was 27%(by mass).The chemicals in the bio-oil included acids,aldehydes,ketones,alcohols,phenols,sugars,etc.The light fraction was mainly composed of acids and compounds with lower boiling point temperature,the middle and heavy fractions were consisted of phenols and levoglucosan.The thermal stability of the bio-oil was determined by the interactions and intersolubility of compounds.It was found that the thermal stability of bio-oil was better than the light fraction,but worse than the middle and heavy fractions.     

生物质热解制备高品质生物油研究进展

生物质热解制备生物油是能源富集的有效途径,是实现碳闭路循环的重要方式,作为一种环境友好型技术受到广泛关注和研究。然而,生物质热解反应过程复杂,生成的生物油热值低、含氧量高及强酸性等特点,制约了生物油的分离提纯、制备合成气以及燃烧等方面的应用,生物油品质的提升迫在眉睫。本文从生物质三组分、原料预处理、反应参数、催化剂、反应器等方面综述了影响生物油品质的主要因素,分析了生物油的特点,不同预处理下生物质特性的变化与生物油的关系,催化剂参与的热解行为对提升生物油品质的导向作用以及常用生物质热解反应器的特点,并对影响生物油品质的主要因素进行了总结。最后,针对影响制备高品质生物油的诸多因素提出建议,以期为制备高品质生物油提供参考和借鉴。     

加料顺序对两种盐溶解性的影响

盐的溶解及盐效应的研究对化工技术开发具有重要意义。采用平衡法,常压下,测得了对苯二甲酸二钠在不同温度下于水中的溶解度。在常压和298.15 K下,考察了对苯二甲酸二钠等7种有机盐和无水硫酸钠等3种无机盐在水中的两两溶解过程,发现加料顺序会影响两种盐的溶解性。得到如下结果:先溶解难电离的盐再溶解易电离的盐,则后者的溶解速度变化不明显;而先溶解易电离的盐再溶解难电离的盐,则后者的溶解速度会显著降低且溶解度变小。将其中一种盐的量固定后,在一定时间内另一种盐所能溶解的量定义为准溶解度。测定了对苯二甲酸二钠在不同浓度的柠檬酸三钠水溶液中的准溶解度,为相关化工行业的产品分离纯化提供依据。     

CaO表面更新对微拟球藻催化热解制备生物油的影响

分别以水合化法和热缺陷法对CaO进行表面更新,用N₂物理吸附(BET)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和CO₂吸附技术对表面更新后的CaO进行了结构表征,并利用制备的CaO在管式炉内对微拟球藻进行了催化热解研究.结果表明:两种更新方法均能明显提高CaO的比表面积、介孔数目及孔体积.CaO的表面更新处理没有改变基本的晶相结构,仍为立方晶型.两种更新方法均能显著提高CaO的催化活性,且改善了产物油品的性能.相比较而言,水合CaO的催化脱氧性能较高,催化热解得到的生物油产率为28.65%、含氧量为4.67%、热值高达38.600 kJ·g^-1、运动黏度低(8.011 mm²·s^-1)、含水率低(2.49%),且催化热解后的生物油以C₁₂～C₁₇饱和直链烷烃为主,适合进一步精制为生物柴油.     

生物质与废轮胎共热解及催化对热解油的影响

生物质稻壳与废轮胎以不同比例组成的均匀混合物在管式固定床内共热解,MCM-41和SBA-15作为催化剂,对产生的热解油性质进行了研究。结果表明,随着废轮胎在混合物中比例增加,热解油产率和热值在增加,而黏度和密度在降低。当稻壳占到60%（质量）时,热解液体产率为44.5%（质量）,热解油热值为40 MJ·kg-1,热值与柴油接近;温度对热解油的产率和组分柠檬精油的生成影响较大。对组成一定的混合物,在热解温度500℃时二者均达到最大。通过对热解油主要组分柠檬精油和氧含量的分析说明,共热解过程中组分间可以产生一定的相互作用,并具有协同效果,体现在柠檬精油组分的含量低于加权后的浓度,氧含量大于加权后的数值;与没有催化剂存在情况相比,MCM-41和SBA-15的存在能显著降低热解液体的黏度和密度,其中,SBA-15的降低效果更为明显。     

生物质快速热解与生物油精制研究进展

本文综述了生物质快速热解与生物油精制工艺。阐述了快速热解的机理、工艺以及影响因素;介绍了生物油的组分与特性;概括了目前生物油精制的3种工艺:催化加氢、催化裂化以及乳化技术,评价了这3种工艺的机理、效果以及优缺点,并从3个方面预测了该课题未来的研究方向。     

生物质热解液化制备生物油技术研究进展

介绍了国内外生物质热解液化工艺、主要反应器及其应用现状;简述了生物质催化热解、生物质与煤共热解液化、微波生物质热解、热等离子体生物质热解几种新型热解工艺;并对目前生物质热解动力学研究进行了总结;对未来生物质热解液化技术的研究进行了展望。     

纤维素热解生物油分子尺寸分布特性

分子筛催化剂的孔径与生物油分子尺寸之间的差异造成分子筛催化剂的择形选择性.分子筛的孔径数据来自晶体结构分析,而生物油的分子尺寸数据很难获得,对生物油的分子尺寸进行估算十分必要.采用热裂解气质联用技术(Py-GC/MS)研究了纤维素热解生物油的组成成分,以Joback基团贡献法为基础计算了纤维素热解生物油各组成成分的动力...