發(fā)布時間：2020-07-07 20:01

【摘要】：生物質(zhì)是唯一一種可以轉(zhuǎn)化為液體燃料和化學(xué)品的可再生資源,其中熱解液化制取的生物油是一種非常有前景的生物質(zhì)能利用技術(shù)。但由于生物油的復(fù)雜特性,必須進行適當(dāng)?shù)母男蕴豳|(zhì),才能滿足實際應(yīng)用的要求。本文在自制的流化床反應(yīng)裝置上進行催化熱解液化實驗研究,探討反應(yīng)溫度和催化劑對生物油特性和成分分布的影響規(guī)律,并且分析生物油中酚類物質(zhì)含量變化規(guī)律,為生物油向高品位化學(xué)品的轉(zhuǎn)化利用提供了有價值的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。選取粒徑為60-80目的玉米秸稈粉為實驗原料,利用酸性催化劑(HZSM-5)和固體堿性催化劑(白云石和赤泥)在450℃、500℃、550℃和600℃反應(yīng)溫度下進行催化熱解實驗。實驗考察了熱解溫度和催化劑種類對熱解產(chǎn)物的產(chǎn)率和分布的影響。結(jié)果表明:隨著熱解溫度的升高,熱解產(chǎn)物中氣體含量增加,殘?zhí)亢繙p少,生物油收集率在550℃最高,為45.66%。添加催化劑后生物油的產(chǎn)率略有下降,運用HZSM-5催化劑的生物油收集率最低為38.66%。通過含水率、熱值、pH值等性質(zhì)分析,研究反應(yīng)溫度和催化劑對生物油理化特性的影響規(guī)律。反應(yīng)溫度對熱值和pH值影響并不顯著;隨著溫度升高,生物油含水率小幅度增大。添加催化劑熱解制備的生物油含水率有所增大;添加HZSM-5催化劑后生物油熱值略有降低。添加白云石和赤泥催化劑后生物油的pH值明顯增大,熱值均有升高。尤其是赤泥催化劑作用更為明顯,在550℃時生物油pH值由不添加催化劑的2.54增大到5.82。白云石和赤泥催化劑在生物質(zhì)熱解液化過程中起到了明顯的降酸作用。采用福林酚化學(xué)法對生物油進行總酚含量的測定,隨著反應(yīng)溫度升高,酚類物質(zhì)相對含量有所增加,三種催化劑都利于提高總酚含量,固體堿性催化劑對總酚含量的提高更為明顯。通過化學(xué)法和GC-MS對比分析發(fā)現(xiàn),運用FC法測定總酚含量相對較高,主要是由于部分大分子聚合酚類物質(zhì)利用GC-MS檢測不到。通過GC-MS對生物油進行成分分析,反應(yīng)溫度對成分影響并不顯著,主要以酮類、酸類、酚類等物質(zhì)為主。添加HZSM-5催化劑提高了小分子酚類物質(zhì)(苯酚、甲基苯酚)的含量;添加白云石和赤泥催化劑明顯降低酸類物質(zhì)含量,提高酯類物質(zhì)含量,更有利于大分子聚合酚類物質(zhì)裂解為小分子酚類物質(zhì)(苯酚、甲基苯酚、乙基苯酚)。
【學(xué)位授予單位】：山東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S216

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