[发明专利]一种生物质催化热解方法

说明书

本发明公开了一种生物质催化热解方法，包括以下步骤：采用负载型磷钨酸HZSM‑5作为活性剂，其中磷钨酸的负载量为5‑15％；将TiC和SiC粉体组成的混合物作为复合吸波剂，其中TiC与SiC质量比为(0.2‑0.4)：1；将所述活性剂与复合吸波剂组成的混合物作为微波诱导催化剂，所述活性剂与所述复合吸波剂质量比为(0.6‑1)：1；将所述微波诱导催化剂与生物质按质量比(0.3‑0.5)：1进行均匀混合，将混合物移入微波反应器进行催化热解反应，微波功率为400～600W，真空压力为10～30kPa，反应时间为3～5min，将抽出的热解气进行冷凝后得到液相产物，上层油相即为生物油；将反应器中残留的固体产物经蒸馏水洗涤、分离、干燥得生物质炭副产物。本发明具有生物质转化效率高，单环芳香烃类化合物选择性高以及副产物生物炭吸附性能强的特点。

技术领域

本发明涉及一种生物质催化热解方法，属于生物质能源转化利用技术领域。

背景技术

生物质能作为唯一可直接转换成含碳液体燃料的可再生能源，对其开发利用在化石燃料日益枯竭和环境日趋恶化的今天变得越来越重要。在生物质热解过程中加入催化剂，进行生物质的催化热解，有助于提高生物油的燃料品位。目前，生物质催化热解中采用的催化活性剂主要有碱金属类(Na₂CO₃、KCl和K₂CO₃等)、碱土金属类(CaCl₂、MgCl₂和BaCl₂等)、金属氧化物类(MnO₂、Al₂O₃和CuO等)和分子筛类(HZSM-5、HY和MCM-41等)，大部分活性剂均具有良好的裂解脱氧性能，其中HZSM-5作用效果最为明显，得到研究者们的广泛关注(Tan S,Zhang ZJ,Sun JP,et al.Recent progress of catalytic pyrolysis ofbiomass by HZSM-5[J].Chinese Journal of Catalysis,2013,34(4):641-650)。尽管采用普通HZSM-5进行生物质催化热解可以得到一定数量的芳香烃类化合物，但是多环或稠环芳香烃等对环境和人体危害较大的烃类占比较高，并且所得生物油中含氧芳基化合物、含氧醛酮类化合物仍占有较高的组成比例(Rabiu SD,Auta M,Kova AS.An upgraded bio-oil produced from sugarcane bagasse via the use of HZSM-5zeolite catalyst[J].Egyptian Journal of Petroleum,2018,27(4):589-594.)。含氧有机物的存在严重制约着生物油的燃料品位。因此，需要对普通HZSM-5进行改性。