催化热解技术催化热解是将热解得到的蒸汽分解成小分子的过程,不同于催化加氢的严格高压条件,催化热解在常压下就可以进行,以热解成H2O、CO和CO2的方式脱去氧。催化热解常用的催化剂有分子筛、金属及金属氧化物等催化剂[27],本文主要用到的催化剂为Mn2O3、CuO催化剂。80220
因为生物质催化热解反应条件温和,且由催化热解法制成的产品热值高,品质较好,因此,国外很多学者都加入了对该技术的研究。
2分子筛催化剂研究现状
(1)为了验证添加催化剂对玉米秸秆热解过程的影响,ZHANG[28]利用流化床进行了该实验。实验发现,当HZSM-5催化剂存在时,玉米秸秆热解生成的固相物质(如炭)、气相物质(如有机蒸汽)的产量都有所提高,而其液相产物(生物油)的产量下降。
(2)ELENI[29]等为对比Al-MCM-41催化剂对生物质热解的影响,选取芒草和木屑为原料,将不添加催化剂与添加6种Al-MCM-41催化剂的实验进行比对,发现:添加催化剂后产物的产量会下降,酸及重组分的产量也会下降,但Si/Al比值越高,芳香物产量越多。论文网
(3)BASAK[30]等以ZSM-5、HY、USY为催化剂,以玉米秸秆为原料,为验证起催化效果,分别进行了三组实验,以及一个不加催化剂的对照组。通过对比,发现USY催化剂产生的芳香化合物最多,而ZSM-5催化剂的油产量最高。
3金属及金属氧化物催化剂研究现状
(1)NOKKOSMAKI[31]利用催化剂制取生物油蒸汽。结果发现,使用了ZnO催化剂,生物油的粘度会下降,比没有用过催化剂的生物油粘度减少约130%左右。另外,ZnO对于不溶于水的组分几乎无影响,不会降低其液体产物的产量。综上,ZnO催化剂可以提高生物质的稳定性,但是ZnO在使用后易出现失活现象。
(2)FUNDA[32]以杜松为原料,以固定床反应器为反应设备,研究添加不同比例镍基催化剂时杜松的热解过程,结果发现,无催化剂时,生物油的产率为1。6%,添加5%的镍基催化剂时,生物油的产率为35。4%。当催化剂比例为10%时,生物油的产率最高,为37。8%。