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本文首先利用热裂解-气相色谱质谱联用仪(Py-GC/MS)和热重质谱联用仪(TG-MS)研究了木屑快速热解产物组成及热解产物析出规律,并利用下坠式固定床研究了不同温度下热解气氛(Ar和H2)对产物产率、热解气体和焦油组成结构及碳氧元素迁移的影响规律。研究发现,高温下还原性气氛有利于生物质的热解,H2促进裂解、脱水、脱羰和脱羧反应的同时也抑制了大分子化合物的缩聚反应,并且促进了酚类和醛类的生成。在充分理解温度与气氛对木屑快速热解影响规律的基础上,本文考察了分子筛(HZSM-5,Si/Al=25/50/80)对木屑快速热解挥发分的催化重整。结果发现,经分子筛催化重整后得到了大量的烯烃和芳烃化合物,分子筛Si/Al比、催化温度和重量时空速(WHSV)显著影响产物产率和芳烃选择性。(25)ZSM-5生成芳烃的效果最好,在500 ℃时得到最大芳烃碳产率21.8%。(25)ZSM-5产生了最多的多环芳烃,(50)ZSM-5所得单环芳烃产率最高,(80)ZSM-5得到了82.9%的最大单环芳烃选择性。以(25)ZSM-5为催化剂,考察了温度和WHSV对催化效果的影响,结果发现:随温度的升高芳烃的总产率先增加后减少。单环芳烃中,苯的产率随温度的升高而显著增加,甲苯的产率随温度的升高先增加后减少,而其它烷基苯的产率都随温度的升高而减小。萘、烷基萘和多环芳烃的产率随温度的升高先增加后减少,都在500 ℃时达到最大值。WHSV对催化效果的影响很有限,随WHSV的增大,苯、甲苯和乙苯的产率先增加后减少,二甲苯的产率逐渐增大,萘系物和多环芳烃的产率逐渐减少。为进一步了解各芳烃的来源,本文对木质纤维素生物质的三组分(木质素、纤维素和半纤维素)进行了不同温度下的催化快速热解实验。随着温度的升高三组分芳烃的产率均先增加后减少,都是在500 ℃时达到最大值,分别为3.3、29.8和27.5%。三组分产生芳烃的能力按照以下顺序降低:纤维素>半纤维素>>木质素。木质素产生芳烃的主要途径是自身苯环上含氧侧链的裂解,纤维素与木聚糖产生芳烃的主要途径是分子筛的芳构化作用。最后本文还通过空气气氛下的TG和DTG曲线,对分子筛上的积炭进行了分析。随着反应温度的升高,分子筛上的积炭逐渐减少,并且积炭的最大失重峰向高温方向移动。纤维素最容易形成积炭,并且其积炭最大失重峰对应的温度比木屑高。