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将生物质通过快速热解技术制得生物油是一种利用生物质资源的重要途径。但是生物油与传统的化石燃料相比还存在诸多缺陷,其中由其中高含量有机酸引起的腐蚀性是阻碍其应用的重要原因。
富钙生物油是一种直接将有机酸留在生物油中进行利用而制得的一种高效的具有高效除硫功能的燃料。利用过程省去了复杂的提质和分离精制过程,是比较有前景的生物油及其有机酸的利用技术。本研究重点考察了富钙生物油(以下简称CEB)的燃烧、热解、脱硫特性。
首先通过向生物油中添加不同比例的Ca(OH)2制得不同钙含量的富钙生物油CEB2.5和CEB5。在热重实验台上对干燥后的富钙生物油进行了实验。结果表明,升温速率对于CEB热解完全程度影响不大。在N2气氛下,提高升温速率失重区间变化不大,失重峰值温度略有延后。在空气气氛下,提高反应速率失重区间明显变宽,失重峰值温度延后明显。CEB中的挥发分析出随着钙含量的降低而变容易,受升温速率、反应气氛影响不大。热解/燃烧过程中所生成CaCO3的分解难易受CEB中钙含量和升温速率影响不大,主要受反应气氛的影响。
对富钙生物油煅烧产物的孔结构分析表明,和Ca(OH)2、CaAc2煅烧产物相比,CEB煅烧产物具有最大的比表面积;CEB具有优良的介孔结构;较低钙含量的CEB具有更大的比表面积、平均孔径和孔容积。在750-900℃范围内煅烧的产物均具有较好的比表面积、平均孔径和总孔容积。在900℃以上温度下煅烧的产物的孔结构参数显著变差。
脱硫实验表明,富钙生物油的脱硫效率优于Ca(OH)2和CaAc2等脱硫剂,其在脱硫过程中脱硫速率下降不明显。温度是富钙生物油脱硫最大的影响因素。经过900℃煅烧后的富钙生物油在800-850℃时具有最快的脱硫速率,在900℃以上时烧结对富钙生物油的影响较小。CO2浓度对富钙生物油的脱硫性能的影响不显著。提高烟气中SO2的浓度有助于提升富钙生物油的脱硫速度,但当烟气中SO2浓度达到0.4%以上时,富钙生物油的脱硫速率会过早快速下降。