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全球气候持续变暖和化石能源的不断消耗,促使人们开发利用清洁环保、可循环的新能源来转换能源消费方式,控制温室气体排放量。现代生物质能源具有对环境友好、碳循环、可再生、储量丰富等优点,可有效应对能源消耗及环境恶化的问题。本文旨在探究酸预处理对不同生物质主要化学组分的影响,以及化学组分的变化对生物质热解产物得率及生物油性质的影响规律。研究内容包括对木质生物质原料(松木)和禾本科能源作物(玉米秸秆)进行酸预处理(磷酸浓度为1%、处理时间1h、处理温度100℃),用7 kg/h螺旋进料热解反应器对其进行快速热裂解制备生物油。通过对不同生物质原料的化学组分分析,生物质热裂解产物理化特性表征和GC/MS对生物油化学成分的定量分析,揭示了酸预处理对生物质原料主要化学组成、生物质快速热解产物(生物油、炭、不可凝气体)得率及性质的影响。研究结果将为更好地利用酸预处理方法提高生物油得率及品质,以及挑选和培育优质生物质能源原材料提供理论依据。研究结果如下:(1)与玉米秸秆原料相比,松木原料中灰分含量更低,木质素含量更高。酸预处理对生物质中C、H、O无显著影响,但可显著去除碱及碱土金属离子(AAEMs),且对玉米秸秆中金属离子的去除效果更明显。酸预处理可导致生物质原料中碳水化合物聚合物的分解,对原料的木质素结构无影响。(2)灰分和木质素含量是影响快速热解生物油和炭得率的重要参数。灰分含量低,木质素含量高的生物质利于获得高得率的生物油,但固体炭得率和气体得率较低。酸预处理通过去除生物质中的AAEMs,有效提高了生物油得率。(3)酸预处理使松木和玉米秸秆原料不可凝气体中甲烷和CO浓度增加。灰分含量低且木质素含量高的生物质原料有利于获得含有较高浓度的甲烷、CO和CO2的不可冷凝气体。(4)灰分含量低、木质素含量高、以及碳水化合物含量低的生物质原料热解出的生物油含水率更低、总酸值更低,黏度更高、热值更高、得率更高。(5)生物质原料间化学组分的不同导致其热解油中化学成分差异明显,酚类化合物和左旋葡聚糖为生物油中主要化学成分。酸预处理导致生物质中灰分和AAEMs含量显著降低,有效地提高了左旋葡聚糖在生物油中的浓度。酸预处理后松木生物油中酚类,酸类化合物减少,玉米秸秆经酸预处理后生物油中酚类化合物增加。