農(nóng)林廢棄物熱溶萃取提質(zhì)機理及其產(chǎn)物高效利用研究
發(fā)布時間:2021-02-21 19:48
生物質(zhì)是重要的可再生能源資源,其開發(fā)和利用對于緩解能源短缺和環(huán)境污染等問題具有重要意義。但生物質(zhì)原料的低品位能源特性如高氧含量、高水含量、低能量密度、高堿金屬含量、易吸水和易自燃等,制約了生物質(zhì)能利用技術(shù)的發(fā)展和商業(yè)化應(yīng)用。因而預(yù)先對生物質(zhì)進行脫氧提質(zhì),然后再進行提質(zhì)產(chǎn)物的高值化應(yīng)用是生物質(zhì)高效利用的有效途徑。不同于傳統(tǒng)的生物質(zhì)脫氧提質(zhì)技術(shù)(如烘焙和水熱碳化),生物質(zhì)熱溶萃取脫氧提質(zhì)技術(shù)可同時實現(xiàn)生物質(zhì)的深度脫氧和脫灰,所得產(chǎn)物具備高碳含量、低氧含量、無水無灰以及獨特的熱塑性等優(yōu)異特性,使得該技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。目前關(guān)于生物質(zhì)熱溶萃取提質(zhì)技術(shù)的研究尚處于初始階段,技術(shù)工藝中的諸多關(guān)鍵問題還不明晰。為促進生物質(zhì)熱溶萃取提質(zhì)技術(shù)的發(fā)展和工業(yè)化應(yīng)用,本文從生物質(zhì)熱溶萃取提質(zhì)技術(shù)中的三個重要環(huán)節(jié)(萃取產(chǎn)物的制備、萃取產(chǎn)物儲存或運輸和萃取產(chǎn)物的高值化利用方法)出發(fā)展開研究,涉及到的關(guān)鍵科學和工藝問題主要有:(1)生物質(zhì)熱溶萃取過程的化學轉(zhuǎn)化機理、詳細的反應(yīng)動力學分析和定量描述;(2)生物質(zhì)萃取產(chǎn)物在儲存或運輸過程中的吸水性和自燃傾向;(3)基于萃取產(chǎn)物獨特優(yōu)越的理化性質(zhì),萃取產(chǎn)物的高值化利用...
【文章來源】:華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:145 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
生物質(zhì)熱溶萃取實驗裝置圖
渣(Residue)留在反應(yīng)器中,從而實現(xiàn)了萃取物和萃取殘渣的原收罐分別用風冷和循環(huán)冷卻水快速冷卻至室溫。冷卻后接收罐中一體析出,稱之為高分子量萃取物(Deposit),通過抽濾直接獲得。下仍然溶于溶劑的萃取物,稱之為低分子量萃取物(Soluble),采在 120oC 的條件下除去溶劑并獲得固體的低分子量萃取物(Solub萃取殘渣(Residue)、高分子量萃取物(Deposit)和低分子量萃取物(箱中150oC 條件下進一步干燥 5 小時以上以除去它們中的殘留溶萃取過程中產(chǎn)生的水和少部分的碳氫化合物稱為液體產(chǎn)物(Liquis)用氣袋收集并且由氣相色譜儀(Micro GC 3000,Agilent)進行e、Deposit 和 Soluble 的收率(干燥無灰基,daf)通過直接稱量它公式(2-1)計算得到。液體產(chǎn)物(Liquid)的收率經(jīng)差減獲得。每至少三次,并且實驗的誤差均在 5%之內(nèi)。具體的生物質(zhì)熱溶萃取如圖 2-2 所示。
中 科 技 大 學 博 士 學 位 論 文子有機物發(fā)生輕微的縮合反應(yīng)引起的。大約 8.80%左右的主要形成 CO2,氣體產(chǎn)物 Gas 中的碳分布不隨停留時間的物質(zhì)原料 SD 中超過 73.10%的氧轉(zhuǎn)移到液體產(chǎn)物 Liquid 中 CO2。而且,延長停留時間能夠促進氧的脫除和氧向液體產(chǎn)的加強應(yīng)主要歸因于 Deposit 中氧的脫除,因為如圖 2-5 和氧含量和氧分布均隨著停留時間的增加而降低。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]纖維素焦低溫氧化過程中表面官能團的演變及K的影響[J]. 樊雙,盛昌棟. 燃燒科學與技術(shù). 2017(02)
[2]以低階煤及生物質(zhì)熱溶萃取物為前驅(qū)體制備炭纖維(英文)[J]. 李顯,朱賢青,Kenshiro Okuda,張宗,Ryuichi Ashida,姚洪,Kouichi Miura. 新型炭材料. 2017(01)
[3]褐煤自燃傾向測定及其低溫氧化反應(yīng)過程研究[J]. 玄偉偉,王倩,張建勝. 煤炭學報. 2016(10)
[4]稻桿的熱溶劑提質(zhì)及多級分離[J]. 朱賢青,張宗,周岐雄,蔡颋,喬恩,李顯,姚洪. 燃料化學學報. 2015(04)
[5]雙電層電容器用新型無灰煤(HyperCoal)基活性炭的制備[J]. 黃珊珊,趙小燕,謝鳳梅,曹景沛,魏賢勇,寶田恭之. 燃料化學學報. 2014(05)
[6]烘培對典型農(nóng)業(yè)秸稈吸水性能的影響[J]. 郝宏蒙,楊海平,劉汝杰,陳應(yīng)泉,李攀,陳漢平. 中國電機工程學報. 2013(08)
[7]幾種生物質(zhì)的TG-DTG分析及其燃燒動力學特性研究[J]. 梁愛云,惠世恩,徐通模,趙欽新,周屈蘭,譚厚章,孫鵬. 可再生能源. 2008(04)
博士論文
[1]木質(zhì)生物質(zhì)水熱資源化利用過程機理研究[D]. 肖領(lǐng)平.北京林業(yè)大學 2014
[2]干燥和烘焙預(yù)處理制備高品質(zhì)生物質(zhì)原料的基礎(chǔ)研究[D]. 陳登宇.中國科學技術(shù)大學 2013
[3]生物質(zhì)熱解氣化氣相產(chǎn)物釋放特性和焦結(jié)構(gòu)演化行為研究[D]. 付鵬.華中科技大學 2010
本文編號:3044832
【文章來源】:華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:145 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
生物質(zhì)熱溶萃取實驗裝置圖
渣(Residue)留在反應(yīng)器中,從而實現(xiàn)了萃取物和萃取殘渣的原收罐分別用風冷和循環(huán)冷卻水快速冷卻至室溫。冷卻后接收罐中一體析出,稱之為高分子量萃取物(Deposit),通過抽濾直接獲得。下仍然溶于溶劑的萃取物,稱之為低分子量萃取物(Soluble),采在 120oC 的條件下除去溶劑并獲得固體的低分子量萃取物(Solub萃取殘渣(Residue)、高分子量萃取物(Deposit)和低分子量萃取物(箱中150oC 條件下進一步干燥 5 小時以上以除去它們中的殘留溶萃取過程中產(chǎn)生的水和少部分的碳氫化合物稱為液體產(chǎn)物(Liquis)用氣袋收集并且由氣相色譜儀(Micro GC 3000,Agilent)進行e、Deposit 和 Soluble 的收率(干燥無灰基,daf)通過直接稱量它公式(2-1)計算得到。液體產(chǎn)物(Liquid)的收率經(jīng)差減獲得。每至少三次,并且實驗的誤差均在 5%之內(nèi)。具體的生物質(zhì)熱溶萃取如圖 2-2 所示。
中 科 技 大 學 博 士 學 位 論 文子有機物發(fā)生輕微的縮合反應(yīng)引起的。大約 8.80%左右的主要形成 CO2,氣體產(chǎn)物 Gas 中的碳分布不隨停留時間的物質(zhì)原料 SD 中超過 73.10%的氧轉(zhuǎn)移到液體產(chǎn)物 Liquid 中 CO2。而且,延長停留時間能夠促進氧的脫除和氧向液體產(chǎn)的加強應(yīng)主要歸因于 Deposit 中氧的脫除,因為如圖 2-5 和氧含量和氧分布均隨著停留時間的增加而降低。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]纖維素焦低溫氧化過程中表面官能團的演變及K的影響[J]. 樊雙,盛昌棟. 燃燒科學與技術(shù). 2017(02)
[2]以低階煤及生物質(zhì)熱溶萃取物為前驅(qū)體制備炭纖維(英文)[J]. 李顯,朱賢青,Kenshiro Okuda,張宗,Ryuichi Ashida,姚洪,Kouichi Miura. 新型炭材料. 2017(01)
[3]褐煤自燃傾向測定及其低溫氧化反應(yīng)過程研究[J]. 玄偉偉,王倩,張建勝. 煤炭學報. 2016(10)
[4]稻桿的熱溶劑提質(zhì)及多級分離[J]. 朱賢青,張宗,周岐雄,蔡颋,喬恩,李顯,姚洪. 燃料化學學報. 2015(04)
[5]雙電層電容器用新型無灰煤(HyperCoal)基活性炭的制備[J]. 黃珊珊,趙小燕,謝鳳梅,曹景沛,魏賢勇,寶田恭之. 燃料化學學報. 2014(05)
[6]烘培對典型農(nóng)業(yè)秸稈吸水性能的影響[J]. 郝宏蒙,楊海平,劉汝杰,陳應(yīng)泉,李攀,陳漢平. 中國電機工程學報. 2013(08)
[7]幾種生物質(zhì)的TG-DTG分析及其燃燒動力學特性研究[J]. 梁愛云,惠世恩,徐通模,趙欽新,周屈蘭,譚厚章,孫鵬. 可再生能源. 2008(04)
博士論文
[1]木質(zhì)生物質(zhì)水熱資源化利用過程機理研究[D]. 肖領(lǐng)平.北京林業(yè)大學 2014
[2]干燥和烘焙預(yù)處理制備高品質(zhì)生物質(zhì)原料的基礎(chǔ)研究[D]. 陳登宇.中國科學技術(shù)大學 2013
[3]生物質(zhì)熱解氣化氣相產(chǎn)物釋放特性和焦結(jié)構(gòu)演化行為研究[D]. 付鵬.華中科技大學 2010
本文編號:3044832
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