采用離子交換法對HZSM-5進(jìn)行了Ti負(fù)載改性,利用SEM（EDS）、XRD、BET和Py-IR對Ti/HZSM-5進(jìn)行了表征;建立了低溫等離子體協(xié)同催化（Non-thermal plasma synergistic catalysis,NPSC）體系,并在該體系下利用Ti/HZSM-5進(jìn)行了在線催化裂解生物油的研究,分析了"三效"（包括低溫等離子體、HZSM-5本身和改性成分）催化對生物油品質(zhì)以及催化劑穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明,精制生物油產(chǎn)率降低,但其理化特性得到明顯提升,高位熱值達(dá)37.02 MJ/kg;精制生物油中烴類含量和組成均得到明顯提升和改善,低溫等離子體技術(shù)的協(xié)同作用,有效增強(qiáng)了裂解脫氧性能,烴類質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)89.49%,且多環(huán)芳香烴（Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs）明顯減少,但精制生物油仍屬缺氫燃料;Ti改性成分與高能放電、HZSM-5之間存在多重交互作用,較強(qiáng)的裂解性能使Ti/HZSM-5結(jié)焦量有所增加,并出現(xiàn)兩類焦炭"同構(gòu)化"現(xiàn)象,較低的（nH/nC）eff使催化劑穩(wěn)定性難以得到實(shí)質(zhì)性提升。 

【文章來源】：石油學(xué)報(bào)(石油加工). 2018,34(04)北大核心EICSCD

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圖１ＮＴＳＣ反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖Ｆｉｇ．１ＳｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅＮＴＳＣｒｅａｃｔｏｒ

介質(zhì)管兩端為端蓋，采用聚四氟乙烯加工，密封處設(shè)有氟膠墊片，依靠中心電極兩端的螺母預(yù)緊力實(shí)現(xiàn)密封。以ＮＰＳＣ反應(yīng)器為核心的ＮＰＳＣ系統(tǒng)如圖２所示。通過控制閥及水循環(huán)式真空泵實(shí)現(xiàn)對反應(yīng)器內(nèi)部真空度的控制。系統(tǒng)的放電功率采用電壓－電荷Ｌｉｓｓａｊｏｕｓ圖形法測量，測量回路是由Ｃ１、Ｃ２組成的容性分壓電路、取樣電容Ｃｍ和數(shù)字示波器構(gòu)成［１７］。催化反應(yīng)區(qū)溫度由置于反應(yīng)器中心盲管內(nèi)的熱電偶及電子測溫儀測量并顯示。圖２ＮＰＳＣ系統(tǒng)組成示意圖Ｆｉｇ．２ＳｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅＮＰＳＣｓｙｓｔｅｍ系統(tǒng)對通入的氣體進(jìn)行放電產(chǎn)生的活性物質(zhì)是影響催化效果的主要因素之一，而放電功率決定了反應(yīng)器單位時(shí)間內(nèi)放電產(chǎn)生活性物質(zhì)的數(shù)量［１８］；在電學(xué)上，反應(yīng)器等效于氣隙等效電容和介質(zhì)等效電容的串聯(lián)，而負(fù)載特性是反應(yīng)器和ＮＴＰ電源匹配的重要參數(shù)。反應(yīng)器的單位長度介質(zhì)等效電容Ｃｄ、單位長度氣隙等效電容Ｃｇ和放電功率Ｐ的計(jì)算公式分別如式（３）、式（４）和式（５）所示：Ｃｄ＝２πεｄε０ｌｎ（ｒ２／ｒ１）＋ｌｎ（ｒ４／ｒ３）（３）式（３）中ε０、εｄ為真空介電常數(shù)和介質(zhì)相對介電常數(shù)，ｒ１、ｒ２為內(nèi)阻擋介質(zhì)的內(nèi)、外表面半徑，ｒ３、ｒ４為外阻擋介質(zhì)的內(nèi)、外表面半徑。Ｃｇ＝２πεｇε０ｌｎ（ｒ３／ｒ２）（４）式（４）中εｇ為氣隙相對介電常數(shù)。Ｐ＝４ｆＣｄ１１＋Ｃ

系壓力，并利用壓力表實(shí)時(shí)監(jiān)測體系內(nèi)部壓力。圖３基于ＮＰＳＣ的生物油在線催化提質(zhì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)Ｆｉｇ．３Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｙｓｔｅｍｏｆｂｉｏ－ｏｉｌｉｎ－ｓｉｔｕｃａｔａｌｙｔｉｃｕｐｇｒａｄｉｎｇｂａｓｅｄｏｎＮＰＳＣ１—Ｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙ；２—Ｈｅａｔｉｎｇｓｌｅｅｖｅｓ；３—ＮＰＳＣｒｅａｃｔｏｒ；４—Ｃｏｏｌｉｎｇｔｏｗｅｒ；５—Ｐｒｅｓｓｕｒｅｓｔａｂｉｌｉｚｉｎｇｔｕｂｅ；６—Ｐｒｅｓｓｕｒｅｒｅｇｕｌａｔｉｎｇｖａｌｖｅ；７—Ｖａｃｕｕｍｐｕｍｐ；８—Ｎｉｔｒｏｇｅｎｃｙｌｉｎｄｅｒ；９—Ｂｉｏ－ｏｉｌｃｏｌｌｅｃｔｏｒ；１０—Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ；１１—Ｐｙｒｏｌｙｓｉｓｒｅａｃｔｏｒ；１２—Ｏｓｃｉｌｌｏｓｃｏｐｅ前期研究表明，當(dāng)熱解終溫為４９５．５℃，升溫速率為１９．４℃／ｍｉｎ，體系壓力為５．０ｋＰａ時(shí)，油菜秸稈真空熱解生成較多的可冷凝有機(jī)蒸氣［２０］。因此，在本研究中亦采用相同的生物質(zhì)熱解工藝條件。當(dāng)ＮＰＳＣ反應(yīng)器達(dá)到設(shè)定的反應(yīng)溫度，加載電源進(jìn)行高壓高頻放電；同時(shí)，開始進(jìn)行生物質(zhì)熱解，一定量的生物質(zhì)原料裂解形成熱解氣，熱解氣經(jīng)ＮＰＳＣ反應(yīng)器放電活化，并經(jīng)分子篩催化后被迅速抽出，經(jīng)充分冷卻（冷卻溫度為－２０℃）后冷凝得到液相產(chǎn)物。實(shí)驗(yàn)完畢，停止放電，并關(guān)閉真空泵和調(diào)壓閥，打開氮?dú)馄拷刂归y通入一段時(shí)間的氮?dú)猓_保產(chǎn)物、催化劑等不與空氣接觸反應(yīng)而導(dǎo)致產(chǎn)物收率和品質(zhì)以及催化劑性質(zhì)的改變。待實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)溫度冷卻至室溫后，停止

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]HZSM-5上生物質(zhì)催化裂解的近期研究進(jìn)展（英文）[J]. 譚順,張志軍,孫劍平,王清文.  催化學(xué)報(bào). 2013(04)
[2]DBD反應(yīng)器中催化劑顆粒直徑對放電功率的影響[J]. 陳明功,榮俊鋒,余東旭,顏凌燕,陳明強(qiáng),萬亞麗,范旭,倪源滿,李廣程.  高�；瘜W(xué)工程學(xué)報(bào). 2012(05)



本文編號(hào)：3436314