張 娟, 吳 鵬, 李國波, 張亞平*, 李冰玉, 楊宏強, 沈 凱, 王 圣, 鞏 峰
(1. 東南大學 能源與環境學院, 江蘇 南京 210096; 2. 國家能源集團江蘇電力有限公司, 江蘇 南京210014;3. 國家電力環境保護科學研究院, 江蘇 南京 210031)
生物質能是世界第四大能源, 僅次于煤炭、 石油和天然氣. 據統計, 截至2020年, 我國主要生物質資源年生產量約為3.49×109t, 全球生物質產量更是高達約1.46×1011t /a, 而生物質利用僅占世界能源消耗總量的14%[1]. 隨著社會發展和工業進步,低品位生物質能源(木材及其它農業廢棄物如秸稈、玉米芯等)通常采用快速熱解技術轉化為高品位的氣體、 液體燃料(40%~60%)以及殘渣炭. 其中生物油通過改性可作為柴油等燃料的替代品, 熱解氣可通過合成二甲醚加以利用[2], 副產物殘渣炭中的SiO2在提取后可應用于高硅類工業[3]. 然而, 脫硅后殘渣炭的高值利用卻鮮有人關注.
快速熱解炭表面通常存在豐富的羧基和羥基等含氧官能團, 通過改性處理后具有很好的利用價值.殷實等[4]通過物理化學法活化快速熱解炭, 制備了具有豐富微孔結構的活性炭, 可作為催化劑載體應用. 孔燕等[3]研究指出, 稻殼炭脫硅后的比表面積和孔容積大幅增加, 氣體吸附能力顯著提高, 這有利于催化活性的改善. Rhaman等[5]研究發現脫硅后的稻殼炭表面具有大量的烷基芳香炭結構和豐富的含氧官能團. 大量研究展現了殘渣炭改性后的應用潛力和脫硅處理的有益效果.
此外, Pasel等[6-9]的研究表明生物炭/活性炭負載金屬氧化物后……