化學預(yù)處理對松木木屑熱解油的影響研究.pdf

1、生物質(zhì)快速熱解技術(shù)制備生物油，可實現(xiàn)高附加值利用，變廢為寶，有著很高的應(yīng)用潛力和環(huán)境價值。生物質(zhì)熱解油用途比較廣泛，如精煉后可直接燃燒產(chǎn)熱，亦可與柴油、汽油等化石燃料混合用于內(nèi)燃機燃燒等。但是熱解油存在產(chǎn)率低、酸性高、成分復(fù)雜等問題，限制了熱解油的應(yīng)用。因此，論文展開了采用簡單經(jīng)濟的化學試劑，對松木木屑進行預(yù)處理，比較研究預(yù)處理前后生物油產(chǎn)率、成分的變化的研究。
　　首先以松木屑為研究對象，采用硫酸、丙酮、乙酸等化學試劑對其預(yù)處理

2、，比較研究了預(yù)處理前后松木木屑官能團、晶體結(jié)構(gòu)和微觀形貌的變化，并利用搭建的熱解裝置開展初步熱解實驗。通過FT-IR、XRD、FSEM等手段對預(yù)處理后的木屑進行了表征及特性分析，考察了預(yù)處理后官能團、晶體種類以及表面形態(tài)的改變，并因此產(chǎn)生的對生物油生成的影響。結(jié)果表明：預(yù)處理促進了木屑中C-O鍵斷裂，形成更多短鏈片段，這有利于熱解轉(zhuǎn)化為液體油。比較預(yù)處理前生物油產(chǎn)量的14％，經(jīng)過不同溶劑預(yù)處理后的木屑生物油產(chǎn)率有所提高，在相同條件下用硫

3、酸處理過的生物質(zhì)產(chǎn)油率為34%，丙酮預(yù)處理后得到的產(chǎn)油率28%，乙酸預(yù)處理后的產(chǎn)油率為18%。
　　然后對由硫酸處理過的松木木屑做了較細致的研究。主要研究了硫酸預(yù)處理時間、預(yù)處理溫度、原料和溶液配比、熱解溫度及溶液濃度對生物油產(chǎn)量及成分的作用。實驗過程中還分析了收集的氣體產(chǎn)物成分的變化以及固液氣三相分布的變化。結(jié)果表明：在預(yù)處理時間2小時，預(yù)處理溫度20 ℃，硫酸濃度2mol/l，原料和溶液配比1:20，熱解爐反應(yīng)溫度為550 ℃

4、時，得到最高的產(chǎn)油率是34%，產(chǎn)氣率為45.05%，焦炭產(chǎn)率為20.95%，利用 GC-MS對生物油進行了成分分析，結(jié)果表明預(yù)處理前后熱解生物油中的酚類、糖類的相對含量增加，醛類、酸類、酮類、多環(huán)芳烴以及苯環(huán)的含量有所降低。
　　最后通過TG對不同條件預(yù)處理后的木屑進行了熱解特性的實驗，經(jīng)過處理后的木屑最大失重速率及總失重率得到顯著提高，并且在2mol/L硫酸處理時達到最高分別為0.01506 ℃-1和89.66%，并用三組分模型