钾元素对生物质主要组分热解特性的影响

采用热重-红外联用仪对松木及生物质主要化学组分半纤维素、纤维素、木质素的热解特性及钾元素对其热解特性的影响进行了研究.结果表明,半纤维素、纤维素、木质素发生热解的主要温度分别为200~350 ℃、300~365 ℃和200~600 ℃;半纤维热解产物中CO、CO₂较多;纤维素热解产物中LG和醛酮类化合物最多;木质素热解主要形成固体产物,气体中CH₄相对含量较高.三种组分共热解过程中发生相互作用使热解温度提高、固体产物增加,气体中CO增加而CH₄减少.添加K₂CO₃后半纤维素和纤维素热解温度区间向低温方向移动,固体产率提高.K对纤维素作用最明显,CO、CO₂气体与固体产物产率明显增加,醛酮类和酸类物质的产率降低;木质素受K影响相对较小,热解固体产物略有增加,挥发分中H₂O和羰基物质增加;三组分共热解减弱了钾元素的催化作用.     

毛竹酶解/温和酸水解木质素的快速热解研究

采用热裂解-气相色谱/质谱仪联用技术,研究毛竹酶解/温和酸水解木质素(简称EMAL)的热解特性和热解产物的分布与形成规律.以温度为重要因素,研究其对木质素快速热裂解产物的影响,并通过主要的热解产物推断热解反应途径.研究结果表明,EMAL的热解产物主要是2,3-二氢苯并呋喃、酚类、脂类和少量乙酸.热解温度对热解产物组分的相对含量有显著影响,250~400 ℃时,产物主要是2,3-二氢苯并呋喃,320 ℃时其相对含量最高,达到66.26%;400~800 ℃时,热解产物主要是酚类,600 ℃时其相对含量最高,达到62.58%;800 ℃时出现了少量的乙酸.     

生物质主要组分低温热解研究

利用热重分析仪和裂解气质联用仪进行生物质主要组分低温热解特性研究。热重实验结果表明,生物质主要组分的热稳定性为：纤维素>木质素>半纤维素。半纤维素主要热解温度在210℃～320℃,而纤维素和木质素的主要热解温度分别在310℃～390℃和200℃～550℃。裂解气质联用实验考察不同温度对生物质主要组分低温热解产物的影响。半纤维素热解产物主要有乙酸、1-羟基-丙酮和1-羟基-2-丁酮,纤维素热解产物主要包括左旋葡聚糖和脱水纤维二糖,而木质素热解产物主要是邻甲氧基苯酚。     

豆类秸秆两级热解特性研究

利用热裂解仪-气相色谱/质谱联用仪(Py-GC/MS)对黄豆秆进行了两级热解。结果表明,随着第一级热解温度(t1)的升高,第一级热解产物总峰面积逐渐增大,第二级热解产物总峰面积逐渐减小;在第一级热解产物中,酸类、酮类和呋喃类等源于纤维素和半纤维素的产物含量在t1为400和450℃时较高;在t1为450和500℃的条件下,第二级热解产物中烃类产物的含量高达20%以上。两级热解可以在第一级和第二级热解中分别获取不同的高含量产物,如乙酸、糠醛、愈创木酚、甲苯和苯等,实现生物质的选择性热解。     

利用Py-GC/MS研究温度和时间对生物质热解的影响

以稻壳为原料,采用Py-GC/MS装置对其在不同热解条件下进行快速热解,并对热解气进行在线检测分析,考察了热解温度和时间对生物质热解性质的影响.结果表明,低于450 ℃,随着温度的升高,生物质热解产物种类及其产率均增加,但低温条件下产物种类较少,有利于产物的分离提纯;高于450 ℃,生物质热解产物种类基本稳定,仅在产率上有所变化,当550 ℃时,收率最大.随着热解温度的升高,其对应的最佳热解时间缩短,且生物质低温热解时间延长时热解比高温解热时间缩短时热解更充分.     

压力对塔里木原油四组分热解性能的影响

压力对深层油藏原油热化学过程的影响尚存在较大争议,为研究其在油藏原油热解成气过程中的作用机理,我们在450℃、5~40 MPa压力下对塔里木原油四组分(饱和分、芳香分、胶质和沥青质)进行了封闭体系的热解实验,通过气相色谱(GC)和气相色谱/质谱(GC/MS)分别对原油四组分热解反应的气体产物及饱和分热解过程的液态产物进行了分析。结果表明,在450℃、24 h及不同压力下,沥青质热解产气率高于胶质、芳香分和饱和分;四组分的气相热解产物中,C1的产率明显高于C2~C5组分。增大压力抑制沥青质、胶质及芳香分的热解产气过程而促进饱和分的热解产气过程。随压力的增大,饱和分热解的液态产物的主峰组分碳数先减小,再增大。压力低于20 MPa时,饱和分热解过程中以裂解反应为主;高于30 MPa时,增大压力有利于缩合反应。研究结果可为认识深层油藏原油的稳定程度及天然气的成因提供一定的理论参考。     

大同煤在不同温度下快速热解的液体产物

用热解-色谱-质谱联用技术测定了大同煤快速热解液体产物的组成。比较了低温和高温热解液体产物的组成之间的特征差异。在530℃至950℃范围内,考察了温度对主要液体产物包括脂肪烃(C_7～C_(19))、苯类化合物、酚类化合物和萘类化合物的影响。还根据煤分子结构模型对产物形成进行了探讨。     

硫酸盐法制浆黑液中主要有机组分的热解特性研究

采用管式炉对硫酸盐法竹子、阔叶木混合制浆黑液固形物(BLS)及其三种主要组分碱木素(AL)、多糖(PLS)和木素-碳水化合物复合体(LCC),在400~800℃进行热解,全面分析了各相热解产物组成与分布规律。结果表明,BLS及其三种主要组分的热解产物组成与分布规律存在明显差异。AL、PLS和LCC对BLS热解产生H₂和CO的产率影响不大,PLS热解生成CO₂的能力明显高于BLS、AL和LCC。BLS热解液相产物中的酚类和醚类主要是来自AL和LCC;酮类和酸类是由AL、PLS和LCC共同贡献的。BLS、AL、PLS和LCC热解半焦表面形貌存在明显差异。在BLS热解过程中,AL、PLS和LCC会相互影响、相互制约,共同决定着BLS的热解特性。     

两种树皮热解微晶结构及生物油组分对比

以针叶材杉木树皮和阔叶材桉木树皮为原料,利用X射线衍射 (XRD) 对两种树皮热解前后固体颗粒微晶结构的变化进行了比较,利用气质联用 (GC-MS)、凝胶渗透色谱 (GPC) 等手段对两种树皮生物油组分进行了对比分析。结果表明,两种树皮中的纤维结构及脂肪链结构在热解过程中发生了分解,基本被破坏。杉木树皮和桉木树皮生物油主要组分相似,含有酸类、酮类、酚类、醇类、醛类、糖类、酯类等类物质,但相对含量存在差异;桉木树皮相对杉木树皮热解生成了较多的酸类、酮类物质,而酚类、醇类、糖类物质相对较少。两种树皮生物油中酚类物质占有较大的比例,以苯酚和邻苯二酚为主。两种树皮生物油主要物质分子量集中在300~500 g/mol,但桉木树皮生物油中分子量在300~500 g/mol的相对含量 (48.18%) 相比杉木树皮 (61.14%) 较少。     

油棕废弃物热解的TG-FTIR分析

利用热重分析(TGA)和傅里叶红外光谱(FTIR)联用技术对油棕废弃物的热解特性及其气体产物的释放特性进行了研究，采用一级反应计算了油棕废弃物的热解动力学参数。研究表明，油棕废弃物较易于热解，失重集中在220℃～400℃，其热解活化能较小，约为60kJ/mol；气体产物的析出与生物质的热解失重有着相似的特性，气体产物主要在200℃～400℃析出，主要成分为H2O、CO2、CO、CH4和有机碳水化合物的混合物, 其中CO2和有机混合物的析出温度较低，而CO和CH4的析出温度相对较高。随着温度的进一步升高(>400℃)，除少量的CO2和CO外，无其他气体产物析出。气体产物的析出量与生物质样品的化学组成和结构有关，CO2和有机混合物的析出与生物质的热解失重曲线(DTG)有着相似的特性，是引起油棕废弃物热解失重的主要原因。     

碱／碱土金属催化松木屑快速热解机制

研究碱／碱土金属（AAEM）对生物质的热解及其热解产物组成的影响规律,可为生物质热解特性研究和热解产物的高效利用提供重要的理论依据。本文以松木屑为原料,将原样进行酸洗,并对酸洗样分别用K、Ca、Na和Mg氯化盐溶液浸渍,在500℃和Ar气氛下对各样品进行快速热解,考察了4种金属离子对松木屑热解产物组成分布的影响规律;通过热重分析考察了各个样品的热解特性;通过对热解生物油的气相色谱／质谱（GC／MS）分析考察了快速热解的焦油成分。研究结果表明：AAEM对松木屑有明显的催化作用,AAEM的存在能够提高热解气体和固体的产率,降低热解焦油的产率;AAEM能够降低热解温度,使热解更加容易进行;快速热解的焦油成分主要有酚类、酮类、醛类、芳烃、醇类、脱水糖类、呋喃类以及酸类,AAEM显著影响焦油产物组成,特别是呋喃类和芳烃的含量会有所增加。本文为优化生物质的热解条件与提高热解生物油品质具有重要意义。     

Catalytic performances of kaoline and silica alumina in the thermal degradation of polypropylene

Polypropylene was cracked thermally and catalytically in the presence of kaoline and silica alumina in a semi batch reactor in the temperature range 400℃～550℃ in order to obtain suitable liquid fuels.The dependencies between process temperatures,types of catalyst,feed compositions and product yields of the obtained fuel fractions were found.It was observed that up to 450℃ thermal cracking temperature,the major product of pyrolysis was liquid oil and the major product at other higher temperatures(475℃～550℃) ...     

Investigation of physicochemical properties of biooils produced from yellow poplar wood (Liriodendron tulipifera) at various temperatures and residence times

Fast pyrolysis of yellow poplar wood (Liriodendron tulipifera) was performed under different temperature ranges and residence times in a fluidized bed reactor to maximize the yield of biooil. In this study, the pyrolysis temperature ranged from 400 °C to 550 °C, and the residence time of pyrolysis products was controlled between 1.2 and 7.7 s by inert nitrogen gas flow. The results revealed that the distribution of thermal degradation products (biooil, biochar, and gas) from the woody biomass was heavily influenced by pyrolysis temperature, as well as residence time. The highest yield of biooil was approximately 68.5 wt% (wet basis), with pyrolysis conditions of 500 °C and 1.9 s of residence time. Water content of the biooils produced at different temperatures was 25-30 wt%, and their higher heating values were estimated to be between 15 MJ/kg and 17 MJ/kg. Using GC/MS analysis, 30 chemical components were identified from the biooil, which were classified into 5 main groups: organic acids, aldehydes, ketones, alcohols, and phenols. In addition, biochar was produced as a co-product of fast pyrolysis of woody biomass, approximately 10 wt%, at temperatures between 450 °C and 550 °C. The physicochemical features of the biochar, including elemental analysis, higher heating values, and morphological properties by SEM, were also determined.     

Optimization of process for the production of bio-oil from eucalyptus wood

The pyrolysis of eucalyptus wood was carried out in a batch reactor to optimize the yield of bio-oil.Effect of various parameters like feed(particle) size,temperature,presence of catalyst and heating rate on the yield of bio-oil was investigated.The optimum conditions for high yield of bio-oil are for the particle size 2 mm~5 mm(average l/d=12.84/2.03 mm) at 450 ℃ in high heating rate.The reaction kinetics and the quality of bio-oil produced are independent of the presence of different catalysts like mordenite,kaoline clay,fly ash and silica alumina.The physical properties like odour,colour,PH,viscosity,heating value were determined.The FT-IR analysis of bio-oil indicates the presence of different functional groups such as monomeric alcohol,phenol,ketones,aldehydes,carboxylic acid,amines,and nitro compounds.The composition of the bio-oil at different conditions was analyzed using GC-MS and found that the components are temperature dependent but independent of catalysts used.     

玉米芯热解及过程分析

研究了农业废弃物玉米芯热解过程中气、液、固三相产率与裂解温度的关系；气相组成、液相组成与温度的关系，以及热解过程的机理。实验表明，在350℃～400℃，气相成分主要是CO2、CO所占比率为95%;随着温度的升高，H2、C2H4、CH4等气体的比率逐渐增高，CO、CO2的体积分数在逐渐降低。在450℃～500℃，CO、H2所占的比率达50%。GCMS，IR分析表明，裂解过程产生的液体主要是由含氧的化合物酚、呋喃及其衍生物组成；低温有利于酚类质量分数的增加，高温有利于4-乙基-2-甲氧基-苯酚、2-甲基-苯酚的增加；采用TGA分析，建立了热解过程的动力学方程，得到了热解过程的反应机理，即热解过程有两个分解阶段，在不同温度段具有不同的反应规律。在211℃～290℃具有三级反应的特征，其活化能为121.4kJ·mol－1；在290℃～418℃表现为0.5级反应的特征，其活化能为105.7kJ·mol－1。     

温度对松木屑气化液体产物组成的影响

利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和气质联用(GC/MS)技术,研究了松木屑在400~900℃气化液体产物的主要组成成分和液体产物主要化学组成的来源与转化随气化温度变化的规律。结果表明,松木屑低温气化液体产物主要为酮、呋喃和愈创木酚等含氧化合物。随气化温度升高,液体产物的组成发生显著变化,400~ 500℃主要发生愈创木酚向酚类化合物的转变,500~600℃主要发生酮、呋喃向酚类化合物的转变,600~700℃主要发生酚类向茚和PAHs (多环芳烃)的转变,700~900℃主要发生酚类化合物向PAHs的转变,900℃液体产物的组成为大分子量的PAHs。     

Synthesis of Cumene from Lignin by Catalytic Transformation

Cumene is an important intermediate and chemical in chemical industry.In this work,directional preparation of cumene using lignin was achieved by a three-step cascade process.The mixture aromatics were first produced by the catalytic pyrolysis of lignin at 450℃ over 1% Zn/HZSM-5 catalyst,monocyclic aromatics with the selectivity of 85.7 wt% were obtained.Then,the catalytic dealkylation of heavier aromatics resulted in benzene-rich aromatics with 93.6 wt% benzene at 600℃ over Hβ catalyst.Finally,the cumene synthesis was performed by the aromatic alkylation,giving cumene selectivity of 91.6 C-mol% using the[bmim]Cl-2AlCl₁₃ ionic liquid at room temperature for 15 min.Besides,adding a small amount of methanol to the feed can efficiently suppress the coke yield and enhance the aromatics yield.The proposed transformation potentially provides a useful route for production of cumene using renewable lignin.