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题名液氮低温预处理下生物质热解产物特性
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作者
许涛
陈凌云
郑修仁
伍永平
解盘石
陈杰
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机构
西安科技大学能源学院
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出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第10期4159-4168,共10页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52174126)
陕西省自然科学基础研究计划资助项目(2022JM-232)。
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文摘
生物质作为一种可再生能源,具有来源广、多功能、碳中和等特点。生物质的高值资源化利用有利于降低对高碳化石能源的依赖程度,保障国家能源安全,减少环境污染,符合中国“双碳”国家战略需要。热解作为生物质热化学转化的基础,是实现生物质能高值利用的最佳技术之一,但是存在生物油产率低与品质差的核心问题。针对以上问题,创新性将低温冷冻技术应用于生物质热解领域,提出“低温冷冻+快速热解”的生物质制油新方法,拟提高热解生物油产率和品质。以2种农作物秸秆为实验研究对象,采用液氮快速冷冻预处理方法,研究了低温预处理下生物质热解产物分布与组成的演变机理。实验表明,与常规热解相比,液氮低温预处理后生物质热解生物油产率升幅可达14.16%~23.73%,且低温预处理温度与生物油产率呈正相关关系,在-90℃低温预处理下生物油产率达最大值(22.3%~26.3%),超出铝甑法生物油产率8.50%~22.71%。液氮低温预处理对生物油成分分布有明显的转化作用,生物油组成中苯系物(BTEX)与酚类物质有明显上升,最大涨幅分别为43.61%和12.45%。液氮低温预处理抑制了生物质热解气中CO_(2)和CO的释放,成分占比降幅了7.2%~29.7%;促进CH_(4)和H_(2)的生成,成分占比提高了0.2%~14.7%。此外,低温预处理使固体产物元素组成中C元素质量分数增加,同时O元素质量分数下降,这有利于提高生物炭的可燃性,并降低其自燃风险。
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关键词
生物质
快速热解
低温预处理
生物油
产物组成
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Keywords
biomass
fast pyrolysis
cryogenic pretreatment
bio-oil
product composition
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分类号
TK62
[动力工程及工程热物理—生物能]
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