基于响应面法的杏壳与生物油共热解实验研究
——文献综述
摘要：我国拥有丰富的生物质资源，生物质热解利用受到广泛重视。生物质与重油共热解能够一定程度上改善单一生物质热解油、气热值低等问题，提高生物油的品质。本文初步总结了生物质热解的研究进展，为开展杏壳与生物油共热解的实验研究提供理论基础。
关键词：杏壳、生物油、酸洗、热解、响应面法
生物质热解液化是以热解液态产物生物油为主要目的的技术，在缺氧状态下，在极短的时间下（0.5~5s）加热到500~540℃后，蒸汽停留时间在1s以内，然后其产物迅速冷凝的热解过程[1-3]。通常包括干燥、粉碎、热解、液固分离和冷却收集五个步骤。生物油是一种液体燃料，它在常温下具有一定稳定性，热值一般为16~18MJ/kg，相当燃油的一半，可以替代传统燃料应用于固体场所，具有一定的应用空间[4-7]。生物质热解液化是传统热解基础上发展起来的一种技术，相对于传统热解，它采用超高加热速率、超短产物停留时间及适中的热解温度，使生物质中的有机高聚物分子在隔绝空气的条件下迅速断裂为短链分子，使焦炭和产物气降到最低限度，从而最大限度地获得液体产物。
生物质热解地主要产物就是生物油，是含氧量较高地复杂有机成分的混合物，含有的元素主要与生物质原料一致，主要由Ｃ、Ｈ、O以及少量的Ｎ元素等组成。木质纤维素类生物质热解后得到的生物油包括醇类、酯类、醛类、酮类、醚类、呋喃类、酚类、羧酸类、糖类和烃类等物质[8]。不同的生物质的生物油在主要成分的相对含量上都表现出相同的趋势，再每种生物油中，苯酚、蒽、萘和一些酸的含量较大。生物油成分的外部影响因素使原料的成分，内部影响因素是反应温度、升温速率、蒸汽在反应器中的停留时间、冷凝温度和降温速率等。
同时在部分生物油中有含氮化合物、大分子量的低聚物等物质存在 [9]。酸类和酚类等弱酸物质的大量存在，使生物油呈现酸性性质，其pH值一般在2.0~4.0范围内。生物油较强的酸性会使一些金属容器和设备发生严重的腐蚀，给生物油的储存和工业加工带来困难。由于多环芳烃、苯环类等物质具有毒性，因此含有此类物质的生物油也会具有一定的毒性，并且随着有毒物质含量的增加，毒性将有所增强。但根据以往研究结果来看，生物油不会引起生态毒理效应，其对人体和环境的毒性比柴油的毒性要小 [10]。
生物油是一种用途极为广泛的新型可再生液体清洁能源产品，可在一定程度上代替石油直接用作燃油燃料，且含有上百种有机化合物，其中很多的化学物质在化工、医药、日化以及农药等领域具有非常高的应用价值。从寻求石油的替代原料角度考虑，世界上许多国家都很重视生物质热解液化的研究，成为生物质能转化的前沿技术。生物质闪速热解产生的生物油可以直接应用或通过中间转换途径变成次级产物。表1给出生物油常见的几种利用方式。
表1 生物油常见应用
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