新鲜油棕果串与医疗塑料废弃物共热解制备生物汽油及其在火花点火发动机中的应用研究

本文创新性地将油棕鲜果串(FFB)与医用废盐水瓶(UMSB)通过共热解技术转化为高附加值生物汽油(BG)，系统评估了不同配比(100:0/75:25/50:50)在450°C下的产物分布特征。研究发现50:50混合组获得最高BG产率(87.7%)，其高热值(42.6 MJ/kg)、低粘度(0.88 cSt)和优化排放性能(CO降低64%，NOx减少7.1%)，在2kW火花点火(SI)发动机中展现出与商业汽油相当的发电效率(16.8% vs 15.4%)，为农业废弃物和医疗塑料的循环经济利用提供了新范式。

　　

Highlight亮点发现

本研究通过油棕鲜果串(FFB)与医用废盐水瓶(UMSB)的协同热解，成功制备出性能优异的生物汽油(BG)。当采用50:50混合比例时，不仅获得创纪录的87.7% BG产率，其能量密度(42.6 MJ/kg)更显著超越传统生物燃料，粘度(0.88 cSt)接近石化汽油标准。发动机测试显示，该燃料可使小型发电机组持续运行19.6小时，电力转化效率达16.8%，同时实现CO减排64%、NO_x降低7.1%的环保效益。

Preparation of raw feedstocks原料制备

实验选用两种核心原料：来自Elaeis guineensis品种的油棕鲜果串(FFB)，以及主要由聚丙烯(PP)和高密度聚乙烯(HDPE)构成的医用废盐水瓶(UMSB)。为确保数据可重复性，FFB严格筛选成熟度均一、无微生物腐败的样品，UMSB则经过严格的消毒和粉碎处理流程。

Data reduction数据折算

通过质量平衡方程精确计算各热解产物的收率，包括生物油(Yield_bio-oil)、生物炭(Yield_Biochar)、木醋液(Yield_WV)和热解气体(Yield_Pyrolysisgas)。关键计算公式如下：

Yield_bio?oil = (m_CPO/m_t)×100

Yield_Biochar = (m_biochar/m_t)×100

Yield_WV = (m_wv/m_t)×100

Yield_Pyrolysisgas = 100?(Yield_CPO+Yield_WV+Yield_Biochar)

Instrumentation and measurement accuracy仪器与测量精度

采用K型热电偶(±0.2%FS)监测热解温度，Testo 350XL烟气分析仪(CO精度±0.2%，NO_x±5.0%FS)检测排放物。燃料特性分析使用数字pH计(±0.2%读数)和旋转粘度计等专业设备。

Properties of co-pyrolysis feedstocks共热解原料特性

FFB表现出典型生物质特征：含水率40.6wt%、挥发分78.3wt%；而UMSB则显示塑料特性：固定碳含量达85.2wt%、灰分仅0.3wt%。两者协同作用显著改善热解产物的H/C比(从1.38提升至1.92)和O/C比(从0.42降至0.11)。

Conclusion结论

通过FFB与UMSB的优化配比(50:50)，在450°C下实现生物汽油产率突破性提升(87.7%)，其理化指标和发动机性能验证了该技术路线的可行性。经济分析显示0.1欧元/升的生产成本具有显著市场竞争力，为医疗塑料和农业废弃物的高值化利用开辟了新途径。