不同贮存温度对木屑热裂解生物油理化性质稳定性的影响.pdf

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1、第27卷第2期2762011年2月农业工程学报TransactionsoftheCSAE、，oI．27No．2Feb．2011不同贮存温度对木屑热裂解生物油理化性质稳定性的影响沈晨杰，刘荣厚※，陈天举(上海交通大学农业与生物学院生物质能3-程研究中心，上海200240)摘要：为了明确不同贮存温度下生物油理化性质稳定性的差异，以鼓泡流化床松木木屑快速热裂解制取的生物油为样品，考察了不同贮存温度(4℃，27℃，40℃)条件下，两组(1号，2号)生物油特性随贮存时间的变化规律，同时，对贮存前后生物油进行了傅里叶变换红外光谱及气相色谱质谱联用分析。结果表明，低温(4℃

2、)贮存使生物油含水率下降，而事温(27"C)和高温(40"C)贮存则使其含水率有所上升。在没有水分剧烈变化的影响下，生物油运动黏度上升的幅度与贮存的温度相关，温度越高，上升幅度越大。各种温度下，生物油pH值没有明显的变化规律，且变化幅度也较小。通过对红外光谱典型吸收峰的频率位移和透光强度分析表明，生物油中各种官能团上电子剧烈运动，从而加强了分子间的作用力。气相色谱质谱联用分析的结果表明，35d的高温贮存催化了一些化学反应的进行，使得生物油的组分更加复杂化。因此，低温贮存对控制生物油的不稳定性效果较佳。关键词：热裂解，温度，稳定性，生物油doi：10．3969／

3、j．issn．1002—6819．2011．02．047中图分类号：TE667文献标志码：A文章编号：1002—6819(2011)一02—0276—06沈晨杰，刘荣厚，陈天举．不同贮存温度对木屑热裂解生物油理化性质稳定性的影响[J】．农业工程学报，2011，27(2)：276--281．ShenChenjie，LiuRonghou，ChenTianju．Influenceofstoragetemperature011stabilityofphysicochemicalpropertiesofsawdustpyrolysisbio．oil[J]．Transit

4、ionsoftheCSAE，2011，27(2)：276—281．(inChinesewithEnglishabstract)0引言生物油是生物质在高温无氧条件下化学裂解的液态产品【11。作为本世纪最具潜力的替代化石燃料的可再生清洁性能源，其在经济性、贮存性和运输性上的突出优点受到了国内外研究人员的认可【2卅。然而相比于化石燃料，生物油理化性质的不稳定性限制了其进一步的应用Is-71。因此，为了促进生物油的使用推广，必须对其在贮存过程的特性变化进行深入监测。根据美国材料与测试协会(Americansocietyfortestingandmaterials，AS

5、TM)对燃烧油品的主要技术指标的规定来看is]，一般生物油品的密度、水分、运动黏度(40℃)等指标【9】均超出了所给定的最大值。OasmaaA掣10】人认为水分或者运动黏度随时间的增长率可以作为衡量生物油稳定性的指标。从生物油成分角度来看，复杂的组成111-12】和可能发生的一些化学反应是导致其不稳定的最重要原因。因此，从化学反应的角度去研究生物油贮存过程中的稳定性问题是亟待解决的问题。本研究以鼓泡流化床松木木屑快速热裂解装置制取的生物油为样品，考察了不同贮存温度条件下生物油特收稿日期：2010-10-16修订日期：2010-01·18基金项目：国家“863”

6、计划项目资助(2008从052404)作者简介：沈晨杰(1986一)，男，上海人，研究方向：可再生能源工程．上海市闵行区东川路800号上海交通大学农业与生物学院生物质能工程研究中心，200240．Emafl：shenchenjic心jtu．edu．0111※通信作者：刘荣厚(1960一)，男，辽宁辽阳人，教授，博士。博士生导师。上海市闵行区东川路800号上海交通大学农业与生物学院生物质能工程研究中心，200240。Email：liurhou@sjtu．Gmu．gn性随贮存时间的变化规律，同时，对生物油贮存前后进行了傅里叶变换红外光谱(fouriertransf

7、o衄infraredl阻manspectroscopy，FTIR)分析以及气相色谱质谱联用(gaschromotography．massspectrometry，GC-MS)分析，试图通过这些生物油特性变化和化学组分分析解释生物油稳定性变化的机理，为生物油的应用提供参考。1材料和方法1．1试验材料1．1．1生物质原料热裂解制取牛物油试验采用的原料为松木木屑。考虑到热裂解装置进料系统对生物质颗粒粒径有二定要求，所以将原料粉碎并筛分成30～80目大小的颗粒。在105℃条件下对生物质原料干燥24h，以去除生物质中含有的不稳定结合水分。再用varioEL元素分析仪进行

8、元素分析。松木木屑元素分析结果(空气干