基于NPSC的Zn/HZSM-5在线催化提质生物油的研究

发布时间：2021-11-18 20:13

　　建立了低温等离子体协同催化体系,并在该体系下利用Zn/HZSM-5进行了在线催化提质生物油的研究,分析了三效（低温等离子体、HZSM-5本身和Zn改性成分）催化对生物油品质和Zn/HZSM-5结焦的影响规律。结果表明,精制生物油产率进一步降低,但理化特性得到提升,含氧量、pH值、运动黏度和高位热值分别达到16.45%、5.00、5.10 mm2·s-1和34.25 MJ·kg-1;低温等离子体放电的协同作用使Zn/HZSM-5的裂解脱氧性能得到增强,精制生物油中烃类含量和组成均有明显提升和改善,多环芳香烃明显减少,单环芳香烃占比显著升高;Zn/HZSM-5的抗结焦性能得到进一步增强,但反应物较低的有效氢碳比使精制生物油燃料品位和催化剂稳定性难以得到实质性提升。因此,需进一步从原料角度切入,提高催化提质过程中可有效转移利用的氢元素。 

【文章来源】：高校化学工程学报. 2018,32(01)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

NPSC系统组成示意图

178高校化学工程学报2018年2月为25W(此时电源工作频率为9kHz，工作电压为16kV)时，NPSC反应器的放电性能达到较优且较稳定状态，对生物油的提质作用达到最优[9]。因此，本研究使用相同的工作参数进行试验。2.3.2生物油提质试验系统试验所采用的基于NPSC的生物油在线催化提质试验系统如图2所示。NPSC反应器与热解反应器仍呈两段式布置，NPSC反应器位于上段。两反应器连接处采用石棉垫片以保证气密性，并起到隔热的作用。生物质热解温度与催化反应温度均采用反馈控制，分别以两反应器中心盲管内的测温为反馈信号，实时控制加热电流的通断，对两反应器进行加热。试验时，体系内部在真空泵的作用下处于负压状态，通过调压阀6调节体系压力，并由压力表实时监测体系内部压力。当热解终温为495.5℃，升温速率为19.4℃·min1，体系压力为5.0kPa时，油菜秸秆热解生成较多的可冷凝有机蒸气[10]。因此，本研究采用相同的生物质热解工艺。当NPSC反应器达到设定的反应温度，接通电源进行放电；同时，开始生物质热解，热解产物经NPSC反应器放电活化，并经Zn/HZSM-5催化后被迅速抽出经冷凝(冷却温度为20℃)后得到液相产物。试验完毕，停止放电，关闭真空泵和调压阀，通入一段时间的氮气。待系统温度冷却至室温后，停止通入氮气，移除收集试管。液相产物会出现分层现象，上层为油相产物，下层为水相产物。利用二氯甲烷(CH2Cl2)试剂萃取分离油相产物及水相产物中大部分有机物；并利用CH2Cl2对冷却收集装置进行清洗，清洗液加入到CH2Cl2萃取相中，将萃取相于40℃水浴下蒸发去除CH2Cl2，即得精制生物油(记HZSM-5、Zn/HZSM-5和Zn/HZSM-5(NPSC)催化所得精制生物油分别为RBI、RBII和RBIII)。2.4试验方法2.4.1精制?

【参考文献】：
期刊论文
[1]低温等离子体协同HZSM-5在线催化裂解提质油菜秸秆热解油[J]. 赵卫东,赖志豪,蔡忆昔,黄健泉,樊永胜.  林产化学与工业. 2016(06)
[2]DBD反应器中催化剂颗粒直径对放电功率的影响[J]. 陈明功,荣俊锋,余东旭,颜凌燕,陈明强,万亚丽,范旭,倪源满,李广程.  高校化学工程学报. 2012(05)



本文编号：3503543