稻秆热解半焦吸附能力的研究.pdfVIP

第3l卷第8期 太阳能学报 V01．31．N0．8 2010年8月 ACI’AENERGIAESOLARISSINICA AIlg．，2010 稻秆热解半焦吸附能力的研究 李 鹏，陈雪莉，肖瑞瑞 (华东理工大学煤气化教育部重点实验室，上海200237) 摘要：通过研究生物质半焦对甲醛和氨的吸附，考察了热解温度和化学处理对半焦吸附能力的影响；同时采用 热重分析和酸碱滴定的方法研究了半焦表面酸碱中心的强度和浓度。结果表明：升高热解温度，半焦的比表面积 变大，可以吸收更多甲醛和氨；半焦经酸洗后吸附甲醛的能力明显下降，而吸附氨的能力基本不变；经碱洗后对于 氨的吸附能力明显下降，而对于甲醛的吸附能力基本不变。随着热解温度的提高半焦表面酸性中心浓度下降，而 碱性中心浓度基本不变。 关键词：热解；生物质半焦；吸附；酸性和碱性中心 中图分类号：倘 文献标识码：A 附、脱附实验及半焦的酸碱滴定实验研究了不同条 O引 言 件下生物质半焦的吸附特性。 生物质热解中产生的酸性焦油很难处理，目前 1实验方法 焦油脱除方法可分为机械方法、热裂解法、催化裂解 法、部分氧化法和等离子体法…。用热解产物半焦 1．1半焦的制备 来对其进行吸附是处理焦油的新方法，吸附了焦油 实验使用的生物质半焦由稻草秸秆制得。由室 的半焦进一步处理后可以直接作为气流床气化的原 料。对生物质半焦吸附能力的研究将有助于对该方 5℃／Illin，达到热解终温后恒温1h。 法的理解和完善。林晓芬等瞳]对多种生物质半焦进 制取的半焦经过研磨、过筛，取60～踟目的筛 行了研究，从SEM图片上可以看出大孔阶占比重较 间物，得到样品A、B、c、D。对筛分后的500℃半焦 多。半焦中的主要成分来自木质素和纤维素b]，未 进行化学处理：分别用50％磷酸以及饱和cus04溶 改性的水解木质素本身就可以作为吸附剂【4]。木质 液浸渍，得到样品E、F。 素分子中的功能基团主要是甲氧(．Oc地)、羟基 将所有样品放置在烘箱中，温度设定为105℃， (．0H)和羰基(一CO)；纤维素大分子每个基环均具有 烘干后放入干燥器备用。 3个醇羟基。生物质半焦中的某些含氧结构可能构 1．2比表面积测定 成酸性中心[5]，生物质半焦中的氮元素可能构成碱 半焦的比表面积和孔径分布用BET法在压汞分 性中心[6】。生物质半焦的多孔结构和存在的酸碱中 析仪队sSALl40／240上测定。 心位，使生物质半焦可能具有一定的吸附能力，但具 1．3吸附实验 体对生物质热解半焦吸附特性的研究较少。 实验采用气体吸附法，操作步骤如下：称取约 生物质热解焦油呈酸性，组成复杂(以碳、氢、氧 O．59的半焦样品，均匀平铺于玻璃称量瓶内；再将玻 为主，成分多达百种，诸如醚、酷、醛、酮、酚、有机酸、 璃称量瓶放置于两个干燥器内，在一个干燥器中放 醇等[71)。基于生物质热解焦油的成分和性质，利用置具有良好挥发性的甲醛，在另一个干燥器中放置 半焦吸收焦油就有必要研究半焦对酸、碱性物质的 氨水；两个干燥器同时抽真空，密闭保存72h后取出 吸附能力。本文通过甲醛和氨在不同半焦表面的吸 玻璃称量瓶再次称重，计算出半焦吸附甲醛或氨的 收稿日期：2008．12．16 基金项目：教育部“长江学者与创新团队发展计划”(PCsIm：I砌D620) 通讯作者：陈雪莉(19r75一)，女，副教授，主要从事生物质热解、气化及气液固三相分离等方面的研究。ad@ecust．ech-．∞ 万方数据 太 阳 能 学 报 31卷 吸附率