采用多相放电反应技术加氢精制生物油的试验研究

doi:10.3969/j.issn.1673-5854.2018.05.003

生物质化学工程 ›› 2018, Vol. 52 ›› Issue (5): 13-19.doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2018.05.003

采用多相放电反应技术加氢精制生物油的试验研究

赵卫东, 倪康, 张潇尹, 黄健泉

江苏大学汽车与交通工程学院, 江苏镇江 212013

收稿日期:2017-06-22 出版日期:2018-09-30 发布日期:2018-10-15
作者简介:赵卫东(1975-),男,山东梁山人,副教授,博士,从事新能源及内燃机后处理等研究;E-mail:zhaowd@ujs.edu.cn。
基金资助:
江苏大学高级人才启动基金项目（1281120026）

Experimental Study on Hydrogenation of Bio-oil Through Multiphase Discharge Reaction Technology

ZHAO Weidong, NI Kang, ZHANG Xiaoyin, HUANG Jianquan

School of Automotive and Traffic Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, China

Received:2017-06-22 Online:2018-09-30 Published:2018-10-15

摘要/Abstract

摘要： 针对目前生物油加氢技术中存在的催化剂易结焦、工艺过程不能连续等问题，采用多相放电反应对生物油进行加氢精制。构建了生物油/固体催化剂/H₂的多相放电体系，研究了催化剂类型、工作电压、气体流量、反应时间等条件对精制生物油的加氢脱氧效果的影响。研究结果表明：随着工作电压和气体流量的增大，多相放电催化加氢精制生物油的脱氧率（R）呈现出先增加后减少的趋势；随着反应时间的延长，呈现出先增加后稳定的趋势。在工作电压为22kV，气体流量为60mL/min，反应时间为120min的工艺条件下，脱氧率最高可达41%。与生物原油相比，多相放电催化加氢精制的生物油中醇类、酚类、酮类等物质的含量相对较低，而碳氢类物质显著增多。

关键词: 生物油, 低温等离子体, 多相放电, 加氢脱氧

Abstract: In order to solve the problems of easy coking of catalysts and uncontinuous process in bio-oil hydrogenation technology, the multiphase discharge reaction technology was adopted to hydrofine the bio-oil. The bio-oil/solid catalyst/H₂ multiphase discharge system was constructed. The influence of catalyst effect on the hydrogenation of bio-oil was studied. Then the impacts of the working voltage, gas flow rate and reaction time on the effect of multiphase discharge hydrofining bio-oil in the device were researched. The results showed that with the increase of working voltage and gas flow rate, deoxidization rate(R) of multiphase discharge of hydrofining bio-oil were presented to increase firstly then decrease. With the increase of reaction time, R increased firstly then stabilized at the end. Under the conditions of working voltage 22kV,gas flow rate 60mL/min and reaction time 120min, the deoxidation rate could reach 41%.Compared with the raw bio-oil, the contents of alcohols, phenols, ketones, acids of multiphase discharge hydrofining bio-oil were relatively low, and hydrocarbons increased significantly. The feasibility of using multiphase discharge technique was confirmed.

Key words: bio-oil, non-thermal plasma, multiphase discharge, hydrodeoxygenation

中图分类号:

TQ35

赵卫东, 倪康, 张潇尹, 黄健泉. 采用多相放电反应技术加氢精制生物油的试验研究[J]. 生物质化学工程, 2018, 52(5): 13-19.

ZHAO Weidong, NI Kang, ZHANG Xiaoyin, HUANG Jianquan. Experimental Study on Hydrogenation of Bio-oil Through Multiphase Discharge Reaction Technology[J]. bce, 2018, 52(5): 13-19.

参考文献

[1] 王树荣,骆仲泱,谭洪,等. 生物质热裂解生物油特性的分析研究[J]. 工程热物理学报,2004,25(6):1049-1052.
[2] XIU S N,SHAHBAZI A. Bio-oil production and upgrading research:A review[J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews,2012,16(7):4406-4414.
[3] FURIMSKY E. Catalytic hydrodeoxygenation[J]. Applied Catalysis A:General,2000,199(2):147-190.
[4] 江南. 我国低温等离子体研究进展(Ⅰ)[J]. 低温等离子体及其应用专题,2006,35(2):130-139.
[5] OGNIER S,IYA-SOU D,FOURMOND C,et al. Analysis of mechanisms at the plasma-liquid interface in a gas-liquid discharge reactor used for treatment of polluted water[J]. Plasma Chemistry and Plasma Processing,2009,29(4):261-273.
[6] 张秀玲,丁卓,余加祐. 离子液体催化等离子体甲烷转化制C2烃的方法:中国100999432[P]. 2007.
[7] GANDARIAS I,BARRIO V L,REQUIES J,et al. From biomass to fuels:Hydrotreating of oxygenated compounds[J]. International Journal of Hydrogen Energy,2008,33(13):3485-3488.
[8] 桑小义,李会峰,李明丰,等. 含氧化合物加氢脱氧的研究进展[J]. 石油化工,2014,43(4):466-473.
[9] 戴晓雁,朱家骅,吴平. C18烯酸的等离子选择性加氢[J]. 四川大学学报:工程科学版,2000,32(4):50-52.
[10] WANG H M,MALE J,WANG Y. Recent advances in hydrotreating of pyrolysis bio-oil and its oxygen-containing model compounds[J]. ACS Catalysis,2013,3(5):1047-1070.
[11] 石磊,钱沐杨,肖坤祥,等. 低气压条件下氢气潘宁放电的模拟分析[J]. 物理学报,2013,62(17):339-345.
[12] 赵卫东,黄健泉,倪康,等. 气-液两相放电加氢精制生物油的试验研究[J]. 石油与天然气化工,2017,46(3):1-6.
[13] 舒畅,袁照华,王日杰,等. 乙硫醇合成催化剂CoMo/γ-Al₂O₃的研究[C]//第九届全国工业催化技术及应用年会论文集.厦门:工业催化杂志社,2012.
[14] 刘云,刘红霞,李秀丽. 低温等离子体协同催化降解VOCs的研究进展[J]. 环境科学与技术,2012,35(S1):116-119.

[1]	王一青,王丽红,张安东,汤文谈,李志合,蔡红珍. 赤泥对玉米秸秆催化热解生物油的影响规律研究[J]. 生物质化学工程, 2020, 54(3): 18-24.
[2]	翟巧龙, 徐俊明, 苏秋丽, 李芳琳. 木质生物质在不同溶剂作用下的液化反应研究进展[J]. 生物质化学工程, 2018, 52(5): 46-54.
[3]	牛淼淼, 杨佳耀, 李尚, 孙可, 曹坚, 李欣阳. 生物质热解制生物油及其提质研究现状[J]. 生物质化学工程, 2018, 52(5): 55-61.
[4]	李明洋, 孙嘉君, 李林桐, 黄金文, 郝超志, 李秉硕, 杨天华. 玉米秸秆在乙醇/水混合溶剂中液化制生物油的研究[J]. 生物质化学工程, 2018, 52(2): 23-28.
[5]	徐海升, 王豪, 王博. 生物燃料加氢脱氧催化剂研究进展[J]. 生物质化学工程, 2017, 51(6): 55-61.
[6]	徐冬梅, 纪道玉, 孟凡禹, 张华倩, 聂小雷, 刘迪. 生物油含氧化合物加氢脱氧反应机理研究进展[J]. 生物质化学工程, 2017, 51(3): 55-64.
[7]	杨华, 黄丽, 刘石彩, 许伟, 孙云娟, 侯敏. 玉米秸秆棒状燃料热解过程和产物特征研究[J]. 生物质化学工程, 2016, 50(3): 13-20.
[8]	姜小祥, 朱仕林, 杨宏旻, 蒋剑春. 生物质溶剂液化及生物油品质提升技术综述[J]. 生物质化学工程, 2016, 50(3): 58-64.
[9]	王凯, 程毅, 许兰淑, 李瑞. 糠醛-环己醇-莰烯三元气液平衡数据的测定[J]. 生物质化学工程, 2016, 50(1): 29-34.
[10]	李小英, 聂小安, 陈洁, 王义刚. 微生物油脂制备生物柴油技术研究现状及发展趋势[J]. 生物质化学工程, 2015, 49(6): 37-44.
[11]	王霏, 郑云武, 郑志锋. 云南松热解及其热解产物的研究[J]. 生物质化学工程, 2015, 49(4): 14-18.
[12]	程毅, 邓旭升, 刘六军, 李瑞. ZrO₂-Al₂O₃负载催化剂减压精馏催化酯化生物质裂解油[J]. 生物质化学工程, 2014, 48(1): 13-17.
[13]	胡海涛, 李允超, 王贤华, 张帅, 杨海平, 陈汉平. 生物质预处理技术及其对热解产物的影响综述[J]. 生物质化学工程, 2014, 48(1): 44-50.
[14]	司展;蒋剑春;王奎. 生物质热解油的精制方法研究进展[J]. 生物质化学工程, 2013, 47(6): 21-26.
[15]	杨中志;蒋剑春;徐俊明;胡亿明. 生物质加压液化制备生物油研究进展[J]. 生物质化学工程, 2013, 47(2): 29-34.

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Experimental Study on Hydrogenation of Bio-oil Through Multiphase Discharge Reaction Technology

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