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基于组分交互作用解析的有氧热解生物油重质组分演化机理研究

收稿日期：2024-12-18 修回日期：2025-02-23 接受日期：2025-02-25

DOI:10.20078/j.eep.20250310

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    摘要：生物质有氧热解技术利用有机物的氧化放热反应以克服传统无氧热解规模化利用的供热难题,在降低投资成本的同时助力实现“双碳”目标。重质组分是生物质热解油(生物油)受热结焦的重要前驱体,但目前对于生物质有氧热解所得生物油中重质组分的演化机理尚不清晰... 展开+
    摘要：

    生物质有氧热解技术利用有机物的氧化放热反应以克服传统无氧热解规模化利用的供热难题,在降低投资成本的同时助力实现“双碳”目标。重质组分是生物质热解油(生物油)受热结焦的重要前驱体,但目前对于生物质有氧热解所得生物油中重质组分的演化机理尚不清晰。因此,研究了三组分单独和混配后热解,氧气对生物油重质组分的影响,发现氧气加入提高了生物油产率。纤维素、半纤维素和木质素有氧热解相比无氧热解所得生物油产率分别最高提升了28%、11%和17%。三组分间的交互作用会显著抑制生物油的生成。其中纤维素与半纤维素、半纤维素与木质素交互作用会促进生物油重质组分中脂类和酚类物质生成,而纤维素与木质素交互作用会促进生物油重质组分中脂类物质但抑制酚类物质生成。同时,实际杨木、模拟杨木组分混配和纤维素与木质素混配后有氧热解所得生物油重质组分演化结果表明,杨木有氧热解的重质组分生成由纤维素与木质素间交互作用主导。

    收起-

    作者：

    • 熊依旻
    • 刘乾
    • 张楚乾
    • 邓伟
    • 徐俊
    • 江龙
    • 汪一*
    • 苏胜
    • 胡松
    • 向军

    作者简介

    第一作者：熊依旻(1997—),女,江西宜春人,博士研究生,主要研究方向为生物油高效提质制备化学品。E-mail:xiongym@hust.edu.cn
    通讯作者：汪一(1984—),男,江西九江人,教授,主要研究方向为生物质转化与高值化利用技术。E-mail:alenwang@hust.edu.cn

    单位

    • 华中科技大学 能源与动力工程学院,湖北 武汉 430074

    关键字

    • 生物质
    • 组分交互作用
    • 有氧热解
    • 生物油
    • 重质组分

    基金项目

    国家重点研发计划资助项目(2024YFE0210500)

    引用格式

    熊依旻, 刘乾, 张楚乾, 等. 基于组分交互作用解析的有氧热解生物油重质组分演化机理研究[J]. 能源环境保护, 2025, 39(3): 146−156.

    XIONG Yimin, LIU Qian, ZHANG Chuqian, et al. Evolution Mechanism of Heavy Components in Bio-Oil During Oxidative Pyrolysis Based on Component Interaction Analysis[J]. Energy Environmental Protection, 2025, 39(3): 146−156.

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