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生物质焦油作为生物质热解过程中的副产品,是一种可转化为液体燃料的可再生资源,但是由于其含水量高、相对分子量大、酸性强、有机氧含量高,有热值低、性质不稳定、易腐蚀堵塞设备且污染环境的缺点。本文选取以玉米秸秆和松木屑为代表的农业固体废弃物和以塑料和橡胶颗粒为代表的城市有机生活垃圾为实验原料,分别考察生物质种类、反应温度以及不同炭基催化剂(玉米秸秆焦炭分别负载10%的Fe2O3、Na2CO3和CaO)对生物质热解焦油产率、组成结构及成分影响,分析生物质热解焦油的特性,进而探究生物质炭基催化剂对焦油的降解作用。(一)对四种生物质在700℃条件下进行热解,对液相产物进行分析发现玉米秸秆和松木热解焦油中主要成分为含氧官能团与芳香烃类官能团,含氧官能团含量最多;塑料和橡胶热解焦油中主要组成结构为脂肪烃类官能团。GC-MS结果表明玉米秸秆和松木热解焦油中单环芳香族化合物和杂环类化合物呋喃类和吡唑类物质含量较高。松木焦油中非芳香环的含氧化合物含量最高可达37.45%,在塑料和橡胶中脂肪族化合物含量分别为42.52%与20.05%。(二)选用玉米秸秆和塑料这两种典型的生物质,在不同温度下进行热解实验。结果表明随着温度的升高焦油产率均有下降的趋势,提升温度可以促进热解产物内部组分的分解。当温度从500℃升高到800℃玉米秸秆的热解焦油产率降低了20.23%;塑料热解温度从550℃升高到750℃焦油产率下降了13.46%。玉米秸秆热解焦油各官能团含量分布为:含氧官能团类>芳香烃类>脂肪烃类。500℃时含氧官能团含量最多占54.84%;塑料热解焦油中所含官能团种类与玉米秸秆焦油相同,随着温度的升高各类官能团含量无明显变化规律。(三)在玉米秸秆焦炭中分别添加10%的Fe2O3、Na2CO3和CaO作为不同催化剂来探究炭基催化剂对玉米秸秆和塑料焦油的降解效果,结果表明炭-CaO对玉米秸秆热解焦油降解作用效果最强,在800℃时焦油产率最低可降为20.01%,且炭-CaO对含氧官能团的降解作用最强,含量由无催化时44.70%降为11.36%。炭-Na2CO3对塑料热解焦油降解作用效果最强,在750℃时10%炭-Na2CO3催化条件下塑料的液相产物产率最低。添加Na2CO3和CaO催化剂对热解油有明显的脱氧作用。