生物质水热转化工艺优化与液体产物特性研究

来源：农业机械学报杂志2015年第8期北京时间：

作者：高英,余波,陈汉平,王贤华,吴可,袁巧霞

单位：华中农业大学,南京大学,华中科技大学煤燃烧国家重点实验室,华中科技大学煤燃烧国家重点实验室,华中农业大学,华中农业大学,

摘要：为了研究生物质在水热降解过程中产物的分布及其液体产物特性，首先通过正交试验对生物质水热转化的工艺进行优化，根据不同的目标产物探索最优工艺条件，并对生物质样品的种类、反应温度、停留时间、原料质量和粒径等反应因素的变化规律进行研究，所得重质油产率最佳工艺条件是：采用松木屑为原料，温度250℃，停留时间15 min，原料质量10 g，水质量110 g，生物质粒径80~150目，此时松木屑的干基重质油产率（质量分数）为28.00%。最后结合正交试验结果，选取棉秆为原料，研究单因素反应条件（温度、时间、粒径以及催化剂）下产物产率分布和液体产物特性。结果表明，在无催化剂加入的试验中，温度300℃，停留时间10 min，粒径80~150目下棉秆重质油产率（质量分数）最大为24.14%；当K2CO3作为催化剂，停留时间为20 min时，重质油产率由未添加催化剂时的18.00%提高至29.86%，催化剂的加入在提高油产率的同时，对油的组份也产生了影响，酸类和酮类物质减少，油的pH值提高。

关键词：生物质;水热处理;重油;催化剂

基金资助：国家自然科学基金资助项目（51406063）和中国博士后科学基金资助项目（2014M552053）