HZSM-5催化热化学转化厌氧消化残渣制备轻质交通生物燃料：可持续能源与废弃物增值的创新路径

本文聚焦厌氧消化残渣（AD）的热化学转化，通过热解（pyrolysis）和HZSM-5分子筛催化升级，成功将其转化为汽油组分生物燃料（C5–C10）。研究证实催化处理可显著提升生物油热值（HHV达31.39 MJ/kg），降低含氧（-75.6%）和含氮（-33%）化合物，同时富集单环芳烃。副产物生物炭富含磷钾，兼具土壤改良潜力，为废弃物资源化（circular economy）提供双赢策略。

　　

Highlight

生物质制备与表征

厌氧消化残渣（AD）源自伊朗卡拉杰Zar Grain Refinery生物处理厂，经蒸馏水清洗、脱水后，室温风干3天并64°C烘箱干燥12小时，最终研磨至150 μm粒径以确保均一性。

原料特性

如表1所示，AD元素分析显示其高热值（HHV）为16.21 MJ/kg，适合生物燃料生产。高灰分与固定碳含量使其生物炭产率显著高于农业残渣，而4.2 wt%的氮含量提示需关注含氮挥发物对催化剂的潜在毒害。

结论

本研究验证了AD作为热解原料的可行性：HZSM-5催化显著提升生物油品质，烃类含量从34.2%增至55.3%，并定向生成轻质汽油组分（C₅–C₁₀）。副产物生物炭富含营养元素，凸显"能源-农业"协同增值潜力。

作者贡献声明

Romina Aarabi：实验设计、数据分析及论文初稿；Mokhtar A. Babatabar：方法验证与数据复核；Ahmad Tavasoli：课题构思与全程指导。

利益冲突声明

作者声明无任何可能影响本研究结果的财务或个人关系。