生物质热解油与石油馏分共处理研究

摘要

可再生能源作为重要的能源资源在满足能源需求、改善能源结构、减少环境污染、促进经济发展等方面发挥了重要作用。可再生能源中的生物质能可通过化学转化技术将能量密度较低的生物质转化为能量密度较高的液体生物油资源。然而，生物油的化学组成复杂，具有粘度大、热稳定性差、含水量高、腐蚀性强和热值低等缺点，导致其直接应用受到限制。因此，对生物油的改性提质成为利用生物质资源的关键。本论文通过对生物质热解油基本理化性质及化学组成的分析，构建原料组成与物理性质之间的对应关系；探索掺炼生物质热解油对减渣热反应性能的影响，揭示减渣掺炼生物质热解油热反应的转化规律；分析生物质热解油对减渣热反应产物焦炭结构性质的影响，为生物质热解油的掺炼改质提供依据。 对生物质热解油基本性质及化学组成的分析结果表明，生物质热解油具有含水量大、含氧量高、腐蚀性强、粘度大、热值较化石燃料低且稳定性差等特点，由GC-MS鉴定其包括多种类型的含氧有机物，其中含量较高的依次为酚类化合物、多环芳香族化合物及酮类化合物。通过对胜利减渣掺炼生物质热解油热反应性能的考察，结果表明，胜利减渣在反应温度480℃、反应时间60 min条件下，随着掺入生物质热解油比例的增大，液体收率逐渐减小，焦炭收率逐渐增大，并且液体产物中含氧化合物的含量逐渐增大。通过对热反应产物焦炭性质和结构的分析，结果表明：随着掺入生物质热解油比例的增大，焦炭的水分、挥发分、灰分逐渐增大，固定碳含量逐渐降低，氧元素含量逐渐增大，氮、硫元素含量逐渐降低；热重燃烧反应向低温区移动，质量损失速率减小，反应剧烈程度降低，燃烧时间相对增加；焦炭的结构致密度降低，孔道增多，孔径与比表面积增大；光学组织结构从细镶嵌型逐渐转变为小广域型，弹丸焦的形成受到了抑制；微晶结构有序性趋于破坏，石墨化程度降低；焦炭表面酚、醇或醚类碳结构及羰基氧、羧基氧结构相对含量增加。

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