废弃中药渣催化热解制取生物油的研究

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1、环境污染与防治第32卷第5期2010年5月废弃中药渣催化热解制取生物油的研究*王攀展思辉于宏兵薛旭方张霞洪楠(南开大学环境科学与工程学院，天津300071)摘要利用热重分析仪(TGA)对植物类中药渣的热解特性进行了研究，用Coats—Redfern积分法计算了其热解动力学参数，得出中药渣热解反应符合一级反应动力学方程，其活化能较低，为36．0kJ／mol考察了热解温度对气体、液体、固体产物的影响，在723K时，液体产物生物油产率最高，为39。以介孔分子筛SBA一15以及分别负载Al、sn、Ni、Cu和Mg的SBA-15作为催化剂，研究催化热解对气体、液体、固体产率及生物油组分的影响。研

2、究表明，A1一SBA一15的催化效果较好，液体产率最高，为36；采用元素分析仪和热值测定仪，得到用A1一SBA～15作为催化剂时生物油的氧质量分数最低，低位热值最高。用GC／MS对生物油组分的分析结果表明，添加AI—SBA一15后，热解产物中脂肪族和芳香族化合物增加，而含氧化合物减少。关键词植物类中药渣生物质催化热解生物油Studyonthecatalyticpyrolysisofherbresidueforbio-oilWangPan，ZhanSihui，YuHongbing，XueXung，ZhangXia，HongNan．(CollegeofEnvironmentalScienc

3、e&Engineering，NankaiUniversity，Tiain300071)Abstract：Pyrolysischaracteristicsofherbresiduewereinvestigatedusingthermogravimetricanalyzer(TGA)．TheCoats-Redfernmethodwasusedtocalculatethekineticparametersofthecatalyticpyrolysis，theobtaineddataindicatedthatthepyrolysiscouldbedescribedbyafirst-orderr

4、eaction，andtheactivationenergywasverylow(36．0kJ／too1)．Theinfluenceofpyrolysistemperatureontheproductswasstudied．Theresultindicatedthatamaximumoilyieldof39wasobtainedattemperatureof723K．Theeffectsofcatalystontheyieldandqualityofthebio—oilwereobservedthroughtheultimateanalysisandtheheatingvalue(HV

5、)．Amongthe6catalystofSBA-15andAl，Sn，Ni，Cu，MgloadedSBA一15，A1一SBA-15presentedbestcatalystieperformancewiththeobtainedbio—oilhadthelowestcontentofoxygenandthehighestHV．Comparedthepyrolysisproductsofherbresiduewithandwithoutaddingcatalyst，theareapercentageofaliphaticsandaromaticsincreasedwhenusingAI

6、—SBA-15，whereasthatOfOX—ygenatedfractionsdecreased．Keywords：herbresidue；biomass；catalyticpyrolysis；bio—oil中药业是中国传统产业之一，每年生产出大量用介孔分子筛SBA-15及分别负载Al、sn、Ni、Cu和中成药的同时也产生了相当数量的药渣。据统计，Mg的SBA一15作为催化剂，考察其对气体、液体、固我国仅植物类中药渣年排放量就高达65万多吨_1]，体产率及生物油组分的影响。通过对某制药厂废弃仅天津市某制药厂每年就产生3000t植物类中药的丹参药渣进行工业分析、元素分析以及药渣催化渣

7、。中药渣一般为湿物料，极易腐烂，有臭味。中药热解产物的分析，探讨丹参药渣热解制取生物油的渣运出厂区后多堆放处置，极易对周边环境造成严可能性，为植物类中药渣资源化利用提供必要的理重污染。植物类药材在提取药物成分后剩余的药渣论依据。含有丰富的纤维素、半纤维素和木质素等生物质高1实验部分分子物质，可进一步通过热解技术实现高附加值转化¨2]。然而，由生物质直接热解得到的生物油存在1．1实验设备稳定性弱、含氧量高、热值低和腐蚀性强等缺丹参药渣热解是在实验