生物质微波热解制气研究进展( 三 ) 本文转自：科技导报随着“2

催化裂解/重整则是通过在热解过程中，加入催化剂降低焦油裂解所需的活化能。Dong等发现，与传统加热方式相比， Ni/RHC催化剂在焦油去除和合成气产率提升方面体现了较大优势，尤其是在低温工况下。随后，该团队相继研究了以活性炭负载铁离子为催化剂对微波热解毛竹过程中焦油转化率的影响，指出催化剂中的铁离子能够有效提高焦油转化活性，促进高质量合成气的生成。
Chen等利用自行设计的微波管式炉同时结合3种不同催化剂，对生物质焦油进行了微波催化裂解（MCR）与常规催化裂解的比较实验研究，表明微波加热方式的裂解效率要高于常规加热。
Xin等在小型固定床反应器中进行研究，发现在900℃下煅烧4 h的橄榄石催化剂表现出更好的焦油转化效果；橄榄石催化剂在焦油重整制氢中的效果明显优于木炭催化剂。
Chun等通过调控微波加热温度及改变催化剂载体种类，把焦油转化效率提升至99％。
Li等设计并搭建了一台小型微波催化重整装置，并测试了不同参数设置条件下的生物质焦油模型转化效率，该装置在处理焦油含量低于10 g/Nm3的气体时，焦油转化效率可达99.99％。
上述方法在能耗、经济及稳定性上仍然存在着一定欠缺，未来还需在焦油处理过程的能源与经济效率、催化失活机理、催化剂高效回收以及新型催化剂研发等方面进行深入探究。新兴焦油转化与脱除技术
一些新兴的热化学转化法在抑制焦油产生、选择性脱除焦油等方面体现出了巨大的潜力。
Beneroso等提出了一种能够有效抑制焦油产生的微波热解制气新工艺——微波加热两步法，基于微波加热方式对其原料进行分步热解，极大地降低了焦油产量，其中系统产气率可达54％， H2和CO的体积分数占比高达90％以上，但该技术存在着整体能耗偏高的弊端。
王鑫等提出了将微波加热与有氧热解相结合的新技术路线，使放热的氧化反应和吸热的微波裂解反应同步进行，改变微波传热传质由内向外同向传输不利于裂解的行为，从根源上消除焦油产生的内生动力，促进生物质的均匀加热和充分热解。

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生物质有氧辅助微波热解流程示意
污染物的抑制
生物质在热解过程中，往往会转化为氮氧化物、硫化物以及醛类、酚类等含氧有害物质，极易引起环境污染问题。
Gao等比较了软木、树皮和浸渍木材在微波热解过程中生成的多氯代二苯并二恶英（PCDDs）、二苯并呋喃（PCDFs）和萘（PCNs）的排放及分布规律，从污染物排放量、污染物分布等角度进行了分析。
Gao等深入研究了PCDDs、PCDFs和PCNs这3种污染物在木质生物质微波热解产物中的异构体分布规律，表明微波热解产物中的异构体分布具有更高的选择性；此外，动力学因素在生物质微波热解过程中可能也发挥了重要作用。
上述研究充分证实了生物质微波热解气态产物具有良好的资源性和安全性，还为系统研究微波热解过程中持久性有机污染物的形成机制提供了重要的理论支撑。
Gautam等研究了加热机制对污染物组分及有害物质分布的影响，并分别在间歇式微波反应器和快速热解反应器中对3种大型藻类进行了热解实验，其中氮在微波辅助热解方式下转化为氨和杂环含氮有机物，而在快速热解方式下主要转化为胺类含氮有机物；硫在2种热解过程中都以SO2气体的形式被检测到，且微波热解过程中的有机相更易捕获SO2 。