K和Ca元素对生物质快速热解瞬态轻烃及含氧气体的影响-化工学报.PDF

第67 卷 第7 期 化 工 学 报 Vol.67 No.7 July 2016 2016 年7 月 CIESC Journal ·2970 · DOI ：10.11949/j.issn.0438-1157 K 和Ca 元素对生物质快速热解瞬态轻烃及含氧气体的影响 冯冬冬，赵义军，张宇，钱娟，孙绍增 （哈尔滨工业大学能源科学与工程学院，黑龙江哈尔滨 150001 ） 摘要：K 、Ca 元素以无机态和有机态的形式赋存于生物质内，影响着生物质热解过程中木质素、纤维素及半纤维 素分子的断链及解聚过程，进而一定程度地影响着生物质热解气相产物形成与转化。热解反应过程中中间瞬态产 物作为气体合成的中间产物对于热解反应最终气相产物的形成具有极为重要的研究意义。将生物质（稻壳）进行 了酸洗处理，再定向负载K 、Ca 元素，利用Py-GC/MS 在 500～900℃热解温度下，对生物质原料进行了快速热 解的实验研究。利用气相色谱质谱仪（GC/MS ）对进样延迟时间为20 s 时生物质快速热解瞬态轻烃及含氧气态组 分的种类及含量进行了在线半定量分析，从而进一步表征了K 和Ca 元素对生物质快速热解气相组分的影响以及 热解反应过程中气相中间产物的形成转化机制。研究结果表明：低温条件下（≤600 ℃），H-form 、K-loaded 和 Ca-loaded 生物质快速热解瞬态气体产物以CO、CO2 、CH4 为主，K 与Ca 元素促进了生物质热解CO 与CO2 的生 成。高温条件下（≥700℃），C H 成为20 s 瞬态热解过程的主要气相产物，Ca 元素对C （C H ）等物质的形成 3 6 3 3 6 具有一定的促进作用，而K 元素一定程度上抑制了C H 的生成。 3 6 关键词：生物质; 快速热解; 钾; 钙; 瞬态产物 中图分类号：X 382.1 文献标志码：A 文章编号：0438—1157 （2016 ）07—2970—09 Effect of K and Ca elements on transient light hydrocarbons and oxygen-containing gases during biomass fast pyrolysis FENG Dongdong, ZHAO Yijun, ZHANG Yu, QIAN Juan, SUN Shaozeng (School of Energy Science and Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, Heilongjiang, China) Ab