分子篩催化劑對生物油組分分布的影響

收集到的生物油用GC-MS進行分析, 由于生物油成分非常復雜, 為便于分析, 將生物油的成分進行了分類, 主要分成以下幾類:酸類、酮類、烴類(主要是芳烴類)、糠醛類、呋喃類、環戊烯酮類、重質苯酚(主要是含2個及2個以上側鏈取代基的苯酚衍生物)、輕質苯酚(主要是苯酚及烷基苯酚)和糖類. 組分的定量采用面積歸一法.

分子篩催化劑對生物油的組分分布的影響結果如圖4所示, 使用催化劑后, 酸類、酮類、環戊烯酮類、輕質苯酚類都明顯增加, 而重質苯酚明顯減少. 不同催化劑對組分的分布影響不同, HZSM-5催化產生的烴類明顯高于其他2種分子篩, 輕質苯酚的含量也相對較高, 說明HZSM-5的擇形性較好, 并且脫氧能力比較強, 能有效脫除重質苯酚側鏈上的含氧基團, 并且進一步催化苯酚形成芳烴產物. 這歸功于HZSM-5獨特的三維孔道結構和合適的酸度. 生物質一次裂解產生乙酸, 一次裂解產物在催化劑的作用下發生二次裂解形成乙酸.乙酸對生物油極為不利, 其含量較高時生物油的腐蝕性較強.3種分子篩中, H-beta催化產生的酸含量遠高于其他2種, 其產生的環戊烯酮的含量也遠遠高于其他分子篩.雖然乙酸的產生對生物油品質的提升不利, 但因產生的輕質苯酚比較多, 糠醛類產物比較少, 對于生物油氧含量的降低以及穩定性的增加是有利的. 整體上看, USY-1的催化活性不如HZSM-5和H-beta, 這可能是因為USY-1的孔徑比較大, 降低了生物質熱裂解氣與活性位點的有效接觸面^[10]. 比較不同分子篩的催化效果, HZSM-5因其獨特的三維孔道結構和適度的酸強度表現出了很好的選擇性和催化脫氧能力.