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生物质资源由于具有存量大、环保可再生、可转化为能量密度较高的液体或气体燃料等特殊优势,使得其有望成为未来化石能源的补充或替代者。生物质快速热解是一种常用且有效的生物质热化学转化方法,利用该方法可以将生物质原料快速地转化为能量密度高且易于储存的液体燃料,即生物油。在大量研究人员不断地探索下,生物质快速热解技术已经得到了较大的发展,具备了一定的工业化应用的前景,但是,目前仍然存在着生物油品质低下、资源利用率低、投入产出效益差等问题,制约了该技术的进一步发展。本文尝试开发出一种新型的生物质热解工艺,以期改善生物油品质,提高生物质资源利用率。在本研究中,使用松木屑作为热解原料,使用CaO、MgO作为热解催化剂,采用水蒸汽对松木原料进行预处理。试验中将水蒸汽处理和浸渍碱金属催化剂结合起来,在预处理过程中提取松木中的植物精油,同时使得碱金属催化剂较为均匀地分布在松木屑上。预处理后的松木屑将通过热解来制备生物油。实验发现,水蒸汽预处理过程中可获得松木精油。碱金属的添加可以提高松木精油的产率,且CaO比MgO效果更好。在添加5wt.%的CaO时,松木精油产率最高可达1.61 wt.%,高于对照组1.21 wt.%的精油产率。碱金属氧化物的添加会影响精油的成分,添加CaO或MgO后,精油中的醇类物质含量增加,而烃类物质减少。水蒸汽预处理可以使松木基体中的储存精油的囊状组织发生破损,添加CaO或MgO后,蒸汽预处理对松木的囊状组织及基体的破坏作用更加明显。蒸汽预处理可较为显著地提高松木热解所得的生物油中烃类的含量。当热解温度为500 ℃时,在松木屑未经处理的试验组(RPS)中,生物油的有机相中烃类化合物的选择性为12.96%,而在松木屑经过水蒸汽处理后的试验组(ST-PS)中则提高到21.88%。当采用水蒸汽预处理同时浸渍催化剂的工艺方法时,其对生物油品质的提升效果,要明显优于单一的水蒸汽预处理或者单一的混合催化剂。当热解温度为500 ℃时,在松木屑经过水蒸汽处理同时浸渍5 wt.%CaO的试验组(ST-5%-CaO)中,生物油的有机相中烃类化合物的选择性为37.19%,包含水相的生物油的热值为24.66 MJ/kg。在一定范围内,提高松木的热解温度,可以增加生物油中烃类以及含氧量较低的化合物含量,同时降低生物油中含氧量较高的化合物含量。当热解温度为600 ℃时,在ST-5%-CaO组生物油的有机相中,烃类化合物的选择性为62.48%,同时,生物油的产率降低至38.07 wt.%。