改性生物质热解油的组成及特性
生物质成型燃料热解焦油性能及成分研究
生物质成型燃料热解焦油性能及成分研究近年来，随着能源紧张和环境污染的加剧，发展新能源的问题也变得日益重要。
生物质成型燃料是一种非常有前景的近期新能源，它能够作为替代化石燃料的替代品，以减少环境污染，满足用能的需求。
为了探究生物质成型燃料的热解性能及其焦油成分，本文通过实验研究了生物质成型燃料热解焦油性能和成分。
首先，本实验以生物质成型燃料为原料，利用数控高温热解机进行热解实验，研究其热解需要的温度、时间和空气流量。
实验结果表明，生物质成型燃料热解所需温度为600℃，空气流量为1000m/h，时间为1.5h。
其次，根据实验室的常规分析方法对所得焦油进行了性能及成分分析，包括灰分、挥发分、渣滓比、热指数、可燃性、热值等，实验结果表明，焦油的性能及成分良好，灰分为0.38%，挥发分为84.72%，渣滓比可达到0.27，热指数大于90，可燃性比可达到0.90，热值为37MJ/kg。
本文的研究结果表明，生物质成型燃料的热解性能及焦油成分具有一定的可行性。
未来可以继续通过进一步的研究来优化生物质成型燃料的热解性能和焦油成分，以提高其实用性和利用性。
综上所述，本文以《生物质成型燃料热解焦油性能及成分研究》为标题，研究了生物质成型燃料热解焦油性能及其成分，并表明了它们具有一定的可行性。
未来可以开展更多研究以优化生物质成型燃料的热解性能和焦油成分，从而提高其实用性和可替代性。
- 1 -。
生物质热解与生物油的特性研究
文章编号:025420096(2006)1221285205生物质热解与生物油的特性研究 收稿日期:2005208203 基金项目:中科院“知识创新”方向性项目(K JCXZ 2SW 204)朱锡锋,陆 强,郑冀鲁,郭庆祥,朱清时(中国科技大学生物质洁净能源实验室,合肥230026)摘 要:用木屑、稻壳、玉米秆和棉花秆为原料进行了热解液化试验,生物油的产率分别为63%、53%、57%和56%,生物油的热值均为17～18M J Πkg 。
生物油成分分析表明,生物油是一种复杂含氧有机化合物与水组成的混合物,包括了几乎所有化学类别的有机物,如醚、酯、醛、酮、酚、醇和有机酸等。
生物油粘温特性研究表明,当温度低于85℃时,生物油粘度随着温度升高而减小,符合液体粘温通用关系式;当温度高于85℃时,生物油粘度随着温度升高而上升,生物油中某些化合物开始产生聚合反应。
关键词:生物质;热解;生物油;粘度中图分类号:TK 6 文献标识码:A0 前 言生物质是一种与环境友好的可再生资源,在完全缺氧情况下快速受热主要降解为一种称为生物油的初级液体燃料,此外还有少量的焦炭和可燃气体。
影响生物质热解液化的主要工艺参数是加热速率、反应温度、气相滞留时间和高温有机蒸汽的淬冷[1]。
生物质转化为生物油后,其能量密度得到大幅提高(如秸秆可提高约10倍),故生物油的运输和储藏要比生物质容易许多[2]。
生物油的用途非常广泛:可以作为燃料油直接燃烧使用(燃烧时只需对现有热力设备略加改造即可);提质后可单独或与化石燃料混合用于内燃机[3～4];生物油是复杂有机化合物的混合物,从中可以分离提取出具有特殊用途或高附加值的化学品[5～6]。
总之,生物质热解液化作为大规模转化利用生物质的一个重要技术手段已越来越为人们所重视。
本文采用自行研制的快速流化床生物质热解液化装置对松木屑、稻壳、玉米秆和棉花秆4种物料进行了热解液化试验,生物油的产率分别为63%、53%、57%和56%,生物油的热值均为17～18M J Πkg 。
生物质及其热裂解产物生物油的特性分析
4结语与展望工业企业用能系统的优化与流程再造项目的实施,降低了产品成本,增强了产品市场竞争力,为企业再发展赢得了利润空间。
另一方面,因产品用能水平的提升,节约了能源消耗,减少了环保废物产生,在能源日益紧张、环境保护要求日益严格的今天,具有更大的社会效益。
对以生物工程为主的原料药生产企业,能源成本在其产品成本中占有较大比例,当前医药市场竞争激烈,提高医药产品节能降耗水平对提升产品竞争力具有重要作用。
原料药药品生产,工艺过程虽不完全相同,但是消耗能源种类相同,主要用能设备、用能工序类似,产品间用能操作控制方法彼此相通,因此系统节能技术具有广泛的可借鉴性和可扩散性。
参考文献[1]唐克嶂.工厂能源管理[M].大连:大连理工大学出版社,1994.[2]张桂宁,吴彦宇,王福兴.内展翅片换热器在空气除湿系统中的应用[J].机电信息,2006,(12):33-35.作者简介:王福兴(1976-),男,山东诸城人,硕士,工程师,从事搬迁产品方案及设计工作。
收稿日期:2010-03-15;修回日期:2010-03-30生物质及其热裂解产物生物油的特性分析孙玉凤,高 虹(沈阳理工大学环境与化学工程学院,辽宁沈阳110159)摘要:以红松、白松、落叶松、玉米秸秆等不同生物质为原料,对流化床反应器热裂解制取的生物油进行了研究试验,通过对生物油的物理特性及其成分的分析,得出的实验结果表明:红松制取的生物油品质最好,热值高,含水率低,更适合进一步改性研究和应用,并利用现代精密仪器G C-M S对生物油进行了组分分析,解释了生物油高含氧和高含水特性。
关键词:生物质;热裂解;生物油;流化床中图分类号:TQ517 4+4 文献标识码:A 文章编号:1004-7948(2010)04-0017-04引言生物质热裂解液化技术是当今世界上可再生能源发展领域中的前沿技术之一,近年来世界各国对生物油液体燃料的开发给予了高度的重视。
我国资源比较缺乏,对外依存度大,过度开采、运输和不合理使用对环境造成很大影响,因而必须改变能源的生产方式和消费方式[1]。
生物质成型燃料热解焦油性能及成分研究
生物质成型燃料热解焦油性能及成分研究生物质成型燃料是以植物纤维或农林业加工废弃物为主要原料经过蒸汽压缩制成的燃料。
由于可再生性、低价性和清洁性，使得它作为替代燃料已经被广泛地推广应用。
但是燃烧效率差，排放污染物较高等问题限制了其在民用领域的大规模应用。
因此，对燃料的改性和利用技术进行深入研究十分必要。
本文首先介绍了改性研究现状，然后结合相关理论和试验，对生物质成型燃料热解产物焦油的化学组成、形成机理和动力学特性进行了研究，以期探索适合生物质成型燃料燃烧的热解燃料，为提高热解燃料的燃烧性能和环境友好型发电奠定基础。
1、实验材料与方法（ 1）实验材料：生物质原料（来源于安徽理工大学生物质热能研究所）、三木催化剂、水分、压缩空气、仪器设备等。
（ 2）试验方法：将生物质原料进行预处理，烘干；然后送入三木催化剂中进行常温热解，经高温分解，残留焦油收集，分析其化学组成、形成机理和动力学特性。
2、结果与讨论2.1热解物性能2.1.1原料粒度（粒径分布）从生物质原料中筛选出的8种原料的热解性能见表1。
通过对这些原料进行低温热解试验和高温热解试验，得到最佳热解温度范围为600～700 ℃，其中热解最高温度为700 ℃。
2.1.2化学成分分析根据生物质成型燃料的原料类型，采用常规GC— MS进行了化学成分分析。
表明8种原料均含有微量元素、氨基酸、杂环化合物、醇类、酚类、苯类、烃类、酯类、烷烃类等元素，没有游离水分、氢气和二氧化碳存在，且原料不存在异味。
其中原料经100 ℃高温热解可得到两个产物，分别为气态产物为甲烷、丙烯和丁烯；液态产物为甲醇、乙醇、二甲醚和二氧化碳。
2.1.3热解温度随热解温度的升高，原料焦油产率增加，其中原料400 ℃热解产率达到最高值，而最佳热解温度为600 ℃。
2.2热解焦油组成分析（ 1）化学组成分析根据不同热解条件下原料焦油中的微量元素、游离水分、氢气、甲烷、丙烯、丁烯、二甲醚、二氧化碳、乙醇、乙酸乙酯、苯类、苯酚类、醇类、杂环化合物、酚类、醚类等化合物含量见表2。
生物质热解过程中的产物特性
生物质热解过程中的产物特性生物质热解是一种将生物质在缺氧或无氧条件下加热分解的过程，通过这一过程可以得到多种有价值的产物。
这些产物具有各自独特的特性，对于能源利用、化工生产和环境保护等领域都具有重要意义。
生物质热解的产物主要包括生物油、生物炭和不可冷凝气体。
生物油是一种复杂的混合物，包含了数百种有机化合物。
它具有较高的能量密度，但同时也存在一些缺点，如稳定性差、腐蚀性强和含水量高。
生物油中的化学成分非常丰富，包括羧酸、醇、醛、酮、酚类和酯类等。
这些成分的比例和种类会受到生物质原料的种类、热解条件（如温度、加热速率和停留时间）等因素的显著影响。
例如，以木质生物质为原料得到的生物油中酚类化合物的含量相对较高，而以农作物废弃物为原料得到的生物油中则可能含有更多的羧酸和酯类。
生物炭是生物质热解的另一个重要产物。
它是一种富含碳的固体物质，具有多孔结构和较大的比表面积。
这些特性使得生物炭在土壤改良、碳封存和污染物吸附等方面表现出优异的性能。
生物炭的孔隙结构可以为土壤中的微生物提供栖息和繁殖的场所，从而改善土壤的肥力和结构。
同时，生物炭能够吸附土壤中的重金属和有机污染物，降低它们的迁移性和生物有效性，减少对环境的危害。
此外，生物炭中的碳相对稳定，可以在土壤中长时间存在，从而实现碳的长期封存，有助于缓解气候变化。
不可冷凝气体是生物质热解过程中产生的另一种产物，主要成分包括一氧化碳、氢气、甲烷和二氧化碳等。
这些气体具有较高的热值，可以作为燃料直接使用，或者用于合成其他化学品。
其中，氢气是一种清洁的能源载体，具有广阔的应用前景。
通过优化热解工艺条件，可以提高不可冷凝气体中氢气的含量，从而提高其利用价值。
在生物质热解过程中，温度是影响产物特性的关键因素之一。
一般来说，随着热解温度的升高，生物油的产量会先增加后减少，而生物炭和不可冷凝气体的产量则会相应增加。
这是因为在较低温度下，生物质主要发生解聚和脱水反应，生成较多的生物油；而在较高温度下，生物油会进一步分解为小分子气体和焦炭。
生物质成型燃料热解焦油性能及成分研究
生物质成型燃料热解焦油性能及成分研究随着石油资源的日趋枯竭，为满足人类能源需求，各国正努力研发替代石油的清洁能源。
生物质成型燃料（Pellet）作为绿色可再生能源之一，被广泛应用于各类燃料热电联产等能源领域。
生物质成型燃料热解反应产物，尤其是焦油，具有较高的热值，可用于锅炉燃烧提供热能，也可作为原料的制备燃料乳化油或其他润滑油。
因此，分析生物质成型燃料热解焦油的性能及成分，对深入研究其利用价值及优化燃料配方有重要意义。
生物质成型燃料热解焦油是热解生物质成型燃料得到的一种黑色液体，其成分主要包括甲烷，乙烷，丙烷，烷烃，芳香烃，烯烃等碳氢化合物，具有极高的可燃性、热值高、芳香性强等特点。
同时，生物质成型燃料热解焦油中也含有一定量的低分子量的气态有机酸，如羧酸、羰基化合物、甲醛、甲醇等。
生物质成型燃料热解焦油可以由涤纶布过滤得到，也可以在室温下蒸馏，然后收集汽化物。
生物质成型燃料热解焦油的热值一般在4548MJ/ kg之间，而普通煤烟煤的热值仅为26MJ/ kg，可见其热值明显高于普通煤烟煤。
由于生物质成型燃料焦油的比重大，通常达到1.15~1.20g/ml，有利于燃烧及热性能的提高。
生物质成型燃料焦油的酸值平均为0.5mgKOH/g，显示其硫化物含量低，对环境无污染，更易受技术转化。
另外，生物质成型燃料热解焦油具有较高的抗氧化能力和良好的抗老化性能，可以有效防止油品的酸败和氧化反应，使润滑油具有长期稳定的性能。
生物质成型燃料热解焦油在热解压力、热解温度以及原料配比等因素的影响下，其产量会有一定的变化。
在较高的压力和温度条件下，焦油的产量也会有所提高，而原料的配比也会影响焦油的产量，需要进行合理的配比，以获得较高的焦油产量。
由于生物质成型燃料热解焦油具有良好的热值、可燃性强、芳香性高以及对环境无污染等特点，它在许多领域都有重要的应用意义。
焦油可以作为发电煤炉的燃料，也可作为原料用于制备燃料乳化油和其他各种润滑油。
生物质成型燃料热解焦油性能及成分研究
生物质成型燃料热解焦油性能及成分研究燃料由于其广泛的应用，成为当今发展迅速的新领域之一。
特别是生物质燃料作为绿色燃料，具有可再生性、廉价、高效储能等优点，越来越受到关注和重视。
然而，真正实现生物质燃料的替代传统燃料，尚需要改进生物质燃料的性能。
因此，研究生物质成型燃料的热解焦油性能研究，具有极其重要的理论意义和实际价值。
生物质成型燃料热解焦油的主要性能有烘箱质量损失率、最大热值、灰份、灰块、气体组成、焦油值等等。
其中，烘箱质量损失率反映出生物质成型燃料的热解能力；最大热值可以反映出生物质燃料的热能性；灰份和灰块可以表示生物质燃料的燃烧温度、反应程度以及温度对其影响；气体组成可以反映出生物质燃料的燃烧和气化特性；焦油值可以反映出生物质燃料最终产生的烟气及燃烧效率。
研究表明，生物质成型燃料的主要有机成分是脂肪酸、糖、蒽醌类和芳香族等，分子量分布范围也比较广泛。
然而，生物质燃料的碳烷链长度和含氧羰基比较少，可能是特定组成元素表现出的双宁烃特性，从而影响生物质燃料分解反应的有机组成物形成。
此外，生物质燃料的组成成分的分布也可能影响其热解焦油的性能。
具体来说，氨基和磷酸盐的含量对烘箱质量损失率和最大热值的影响更为明显；芳香族的含量可能影响灰份、灰块大小、热值方面的性能；水含量和硫酸盐的存在可能影响焦油值等。
因此，生物质燃料热解焦油性能与其有机组成物质结合度息息相关，需要通过改变其成分，优化生物质燃料的热解性能，从而推动其大规模应用。
综上所述，生物质成型燃料的热解焦油性能及成分的研究，对深入了解改进生物质燃料具有重大意义。
在未来的研究中，应继续深入分析生物质燃料焦油中的成分，探究其成分特点和热解性能之间的联系，从而为优化生物质燃料性能提供重要的科学依据。
生物质成型燃料热解焦油性能及成分研究
生物质成型燃料热解焦油性能及成分研究随着我国经济的飞速发展和人们生活水平的提高，我国大气污染日益严重，环境保护问题逐渐成为了各级政府的关注点。
对此，节能减排已然成为了全球共同面临的课题，对于我国来说，燃料结构调整和燃料升级换代更是迫在眉睫，这就使得生物质能源的开发和利用成为一项极具战略意义的工作。
目前，生物质能源包括农林业有机废弃物(如秸秆、树叶、甘蔗渣等)和农业副产品(如棉籽壳、稻糠、麦麸、花生饼、菜籽饼等)、城市有机废弃物(如果壳、锯末等)以及海洋能资源等。
生物质成型燃料是指将农作物、林业、废弃植物等通过工业化加工转化为可燃料的固体状态的原料，如稻草、玉米芯、木屑、锯末、杂草、木粉、植物秸秆等。
与传统化石燃料相比，生物质成型燃料具有明显优势： 1)环保性能好生物质成型燃料的主要原材料是木质纤维素和植物残体等，其主要成分是纤维素、半纤维素、木质素等，都是天然的可再生资源。
它们燃烧后不含硫磷，且无灰尘，不会造成空气污染，是一种绿色清洁的能源。
同时，还可促进植被生长，增加土壤有机质，改善农业生态环境。
焦油含量也是评价生物质成型燃料品质的一个重要因素。
根据我国现行的标准，生物质成型燃料中的焦油含量应低于10％。
若焦油含量过高，会导致下游产品质量降低。
如酚的含量高，会造成下游产品精制困难;还可能引起设备腐蚀等问题。
2)稳定性和热稳定性根据生物质成型燃料的燃烧特性，我们选择稳定性较好的生物质成型燃料。
目前生物质成型燃料主要包括木屑颗粒燃料、锯末颗粒燃料、甘蔗渣颗粒燃料、树枝颗粒燃料、松木颗粒燃料等，而这些生物质成型燃料在燃烧时易发生变形、结焦和燃尽困难等问题，因此在锅炉中存在安全隐患。
针对这些问题，我们需要采取合理的防治措施。
在生物质成型燃料的研究中，炭材料的热分解动力学及影响因素是一个热点问题。
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Ｅｎｅｒｇｙ，２０００，２５：４９¨１３． ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｃａｔａｌｙｔｉｃ ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ ０ｆ ｒｉｃｅ ｈｕｓｋｓ［Ｊ］．
２）与原料油相比，改性油显著降低了含水量（由 ３３．００％降至０．８３％），提升了ｐＨ值（由２．８２提升至 ５．７２）和热值（由１４．３ＭＪ／ｋｇ提升至３１．７ＭＪ／ｋｇ）；
３）经过ＧＣ—ＭＳ、ＦＦ－ＩＲ分析，原油中羧酸和酚类 化合物大部分转化为相应的酯化产物和醚化产物。
万方数据
２５６
太阳能学报
３１卷
改质后生物油的运动黏度增加（为１４５．６ｍｍ２／ｓ），这
主要是由于溶剂的添加量较少（约为３：１），通过增加
溶剂的方法可以调节改性油的运动黏度。
ＡｒＯＨ＋ＫＯＨ－一－－－－－ＡｒＯＫ＋Ｈ２ Ｏ
Ｐｈ掣ＡｒＯＣＨ２ ＡｒＯＫ＋ＣＩＣＨ２
Ｐｈ＋ＫＣｌ
ＲＣＯＯＨ＋ＫＯＨ爿ＲＣＯＯＫ＋Ｈ２０
ＲＣＯＯＫ＋ＣｌＣＨ２ Ｐｈ＃。ＲＣｏｏＣＨ２ Ｐｈ＋ＫＣｌ 图１生物油改性中的主要化学反应
第３１卷第２期 ２０１０年２月
太阳能学报
ＡＣＴＡ ＥＮＥＲＧＩＡＥ ＳＯＬＡＲＩＳ ＳＩＮＩＣＡ
ｖ０１．３１．Ｎｏ．２ Ｆｅｂ．，２０１０
改性生物质热解油的组成及特性
·
徐俊明，蒋剑春，孙云娟，陈 洁
（中国林业科学研究院林产化学工业研究所生物质化学利用国家工程实验室国家林业局林产化学工程重点开放性实验室
万方数据
２期
徐俊明等：改性生物质热解油的组成及特性
２５５
ＣＨ２Ｃｌ
臼＋Ｋ叫一
ＣＨ２０Ｈ
ＣＨ：ＯＨ
ｏ＋刚
ＣＨ２０Ｋ
臼＋Ｈ如
Ｃ２ＨｓＯＨ－４－ＫＯＨ－－Ｃ：ＨｓＯＫ＋Ｈ２０
Ｃ．Ｈ２ＣＩ
ＣＨ２０ＣｚＨ５
Ｃ２ＨｓＯＫ十。一臼…－
子ｏ＋Ｋ＋ｏ占— １一ｇｇ物Ｗ＋ＫＣＩ
图２改性过程中主要副反应 Ｆｉｇ．２ Ｓｉｄｅ ｒｅａｃｔｉｏｎｓ ｉｎ ｕｐｓｗｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ 图３是改性前后生物油的红外谱图，相比生物 原油，改性后的生物油在１７００ｃｍ一处出现明显的羰 基吸收峰，结合１１００，１３００ｃｍ‘１处Ｃ．０键吸收峰的 增强，表明酯类化合物含量明显增加。改性油中出 现了３０００～３１００、１６００ｃｍ。１两处吸收峰，说明存在 Ａｒ－Ｈ、Ｃ＝Ｃ两种官能团，这主要是由苄基氯引入的 苯环结构以及生物油自身所含的木质素结构单元形 成的吸收峰。此外在３２００。３５００ｃｍ。１处的Ｏ．Ｈ吸 收峰，主要是副产物苄醇和生物油自身所带羟基形
提升至５．７２；基团的转化还降低了含氧量，提高了热值（由１４．３ＭＪ／ｋｇ提升至３１．７ＭＪ／ｋｇ）。经过ＧＣ－ＭＳ、ｎＩＲ分析，
原油中羧酸和酚类化合物大部分转化为相应的酯化产物和醚化产物。结合分析结果，探讨了改性过程的反应机理
及副反应机理。
关键词：生物质；热解；生物油；精制；反应；酯；醚
中图分类号：ＴＫ６
２结果与讨论
２．１催化改性对生物质热解油性能的影响 酚类、羧酸是影响生物油性能的主要化合物。
其中酚类化合物中的酚羟基不但易被氧化，而且会 在羧酸的催化下与热解油中的醛类发生缩合反应， 使生物油储存时的粘度随时问的延长而增加，影响 生物油的储存稳定性。而羧酸类化合物的存在使得 生物油具有较强的酸性，易腐蚀设备；此外，羧酸、酚 类化合物能够与水形成氢键，使生物油中的水分分 离不能通过常规方法得以实现。而其它含氧化合物 （如醇、醚、酮等）性质稳定，也不会对牛物油的燃烧 性能产生较大影响。因此，本研究采用苄基氯为改 性剂，在同一反应中同时将酚类和羧酸转化为相应 的苯醚、酯类化合物，不仅降低了生物油酸性、提升 了生物油的热值和品位，而且通过简单的分相操作， 就能实现生物油中的水分分离。生物油催化改性操 作中的主要化学反应如图ｌ。改性前后生物油的性 能如表１所示。由表ｌ可见，生物质热解油的含水
文献标识码：Ａ
０引 言
生物质热解油是通过快速加热的方式使组成生 物质的高分子聚合物裂解成低分子有机物蒸气，并 将其冷凝成液体的生物油。这种热解油是町再生资 源，含硫和氮很少，能够大大降低排放气中ＳＯ。、ＮＯ。 的含鼍，减少对大气的污染；此外，因其来自于生物 质，在能量利用过程中ｃ０２净排放量为零。然而，生 物油中含有几乎所有的含氧化合物（如水、有机羧 酸、醛、酮、酯、酚类以及没有裂解完全的大分子等）， 使其ｐＨ值较低、腐蚀性较大、热值低、固体杂质含量 高¨’２Ｊ，所以其性质与化石燃油有较大差别，这使得 生物油很难在现有设备上直接利用。
表２是反应结束后，分离所得油相中所含的主 要成分。由表叮知，生物油中含有的酚羟基、羧基官 能团已经得到转化，正是由于官能团的转化，降低ｒ 改性生物油的含氧量；另外由于水分的降低，改性生 物油的热值明显增加。虽然在生物油改性反应中， 出现了苄醇、二苄醚、乙基苄基醚３种化合物，这是 由于苄摹氯在氢氧化钾作用下水解产生的，反应式 如图２。虽然有副反应发生，但是所得的两种副产 物水溶性、含氧量都较低，不影响改性生物油的性 质。虽然改性后的油相中仍含有８．６％的苄基氯，但 是通过减压蒸馏回收后，其含量可下降为０．３％。
量有大幅降低，这主要是由于生物油中基团改性后，
疏水性能增加，分相后残留在油相中的水分较易通
过减压蒸馏得到分离。此外，改质后生物油的ｐＨ明
显升高，ｐＨ由２．８２升到５．７２。同时改质后生物油
的热值较改质前明显提高，由１４．３ＭＪ／ｋｇ增加到
３１．７ＭＪ／ｋｇ，相比文献［９，１０］，热值的提高主要是由于 生物油自身性质的改变，而不是依靠所添加的溶剂。
．，
江苏省能源与材料重点实验室，南京２１００４２）
摘要：针对影响牛物质热解油性质的主要官能团，以苄基氯为改性剂，在相转移催化剂的作用下，将热解油中的
羧酸基团和酚羟基转化为酯类、醚类化合物。由于亲水基团转化为疏水性基团，改性后的生物油与原料油相比，具
有明显的疏水性质，显著降低了含水量（由３３．００％降至Ｏ．８３％）；由于影响ｐＨ值的羧基转化为酯基，ｐＨ值由２．８２
成的。
４０００ ３５００ ３０００ ２５００ ２０００ １５００ １０００ 波数／ｅｒａ－１
Ｙｔｇ．３
图３改性前后生物油红外谱图 ＩＲ ｏｆ ｏｒｉｇｉｎａｌ ｂｉｏ－ｏｉｉ（ａ）ａｎｄ ｕｐｇｒａｄｅｄ ｏｉｌ（ｂ）
３结 论
１）以生物质热解油为主要原料，苄基氯为改性 剂，开发了一条温和的牛物油改性路线。通过将生 物油中的酚类和羧酸转化相应的苯醚、酯类化合物， 以提高热值，降低酸性和含水量；
［３］徐俊明，蒋剑春，卢言菊．生物热解油精制改性研究 进展［Ｊ］．现代化工，２００７，２７（７）：１３＿１７．
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万方数据
太 阳 能 学报
３ｌ卷
热反应。所得到的混合物均一，具有较好的水溶性， 无沉淀。之后加入苄基氯９０９（０。７１ｍ０１）、４０９乙醇作 为均相溶剂以及少量ＣＴＭＡＢｒ，在８０℃条件下反应 １０ｈ。反应结束后静止分相，下层为澄清透明ＫＣＩ水 溶液。分离上层的黑色油相，在８０℃（１０ｋＰａ）除去油 相中的部分乙醇和水，１３０，１５０℃（１０ｋＰａ）回收未反 应的苄基氯后，得到６５９黑色粘稠液体，用２０９乙醇 稀释溶解，得到改性生物油。 １．３性能测试方法及仪器
近年来，国际上提出了许多生物油的精制方法， 但这些精制方法设备复杂、投资大、处理成本高，而 且操作中易发生反应器堵塞、催化剂严重失活等问 题，因此均未被广泛采用【３ Ｊ。国内对于生物质热解 油的研究还主要集中在热解反应器的研制和放大阶 段，有关牛物油精制改性的报道相对较少，采用的方 法主要有催化酯化【４’５Ｊ和催化裂解【６’７】两个方向，其 中催化裂解不可避免带来高温操作，催化剂容易失 活；催化酯化是采用直接添加乙醇酯化的方法对生
１实验
１．１原料与试剂 氢氧化钾、苄基氯、十六烷基三甲基溴化铵（ＣＴ．
ＭＡＢｒ）均为ＡＲ级。生物原油由中国科技大学清洁 能源实验室提供（以稻壳为原料的快速热解生物 油），具体组成及性质见文献［８］。生物油在使用前 于４。Ｃ条件下存储３ｍｏｎ，改性前没有经过其它任何 预处理。 １．２生物油的催化改性
将１００９生物质热解油加入带有机械搅拌、冷凝 管、温度计的四口烧瓶。滴加５０％ＫＯＨ水溶液，约 消耗８０９（０．７１ｍｏｌ ＫＯＨ）水溶液时，不产生明显的放
收稿日期：２００８４）７．２９
基金项目ｔ“十～五”围家科技支撑计划重点项目（２００６ＢＡＩＸ）ＴＡ０３）；国家自然科学基金（３０６７１６４９）；江苏省自然科学基金（ＢＫ２００９５４５）；国家
林业局公益性行业々项经费（ＣＡＦＩＮＴ ２００８Ｃ０３）
通讯作者：蒋剑春（１９５５一），男，博士、研究员，主要从事生物质能源与活性炭方面的研究。ｂｉｏ－ｅｎｅｒｇｙ＠１６３．嘲