本文關(guān)鍵詞：電場強(qiáng)化酯交換反應(yīng)制備生物柴油的初步研究

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【摘要】：生物柴油作為一種清潔的可再生能源,是優(yōu)質(zhì)的石化柴油替代品,大力發(fā)展生物柴油對(duì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展,推進(jìn)能源替代,減輕環(huán)境壓力具有重要的戰(zhàn)略意義。電場強(qiáng)化酯交換反應(yīng)制備生物柴油具有能耗低、反應(yīng)及分離時(shí)間縮短、有效提升生物柴油產(chǎn)率等優(yōu)勢。電場可以降低液體的表面張力及霧化阻力,大幅增加相間接觸面積,在化學(xué)反應(yīng)中降低反應(yīng)所需的活化能,加快反應(yīng)的進(jìn)行。本文以電場強(qiáng)化堿催化酯交換反應(yīng)過程為對(duì)象,通過可視化技術(shù)探索電場作用下的醇-油分散機(jī)理,研究生物柴油制備新工藝,分析電場強(qiáng)化酯交換反應(yīng)的影響。論文對(duì)液液兩相荷電破碎進(jìn)行了可視化實(shí)驗(yàn)研究。以大豆油和乙醇為實(shí)驗(yàn)介質(zhì),基于顯微高速攝像技術(shù)對(duì)油相中乙醇荷電破碎及演變過程進(jìn)行可視化研究,精確捕捉了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在不同參數(shù)下荷電乙醇液滴在油相中破碎的顯微形貌特征,探討了電場強(qiáng)度影響下破碎模式的演變規(guī)律,分析歸納出液液兩相荷電破碎模式。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:隨著毛細(xì)管口電場強(qiáng)度的增加,醇在油相中的荷電破碎模式依次經(jīng)歷了滴狀模式、單滴破碎模式、枝杈狀破碎模式及膜狀破碎模式,且生成液滴的尺寸逐漸減小。膜狀破碎模式下,破碎液滴的尺寸顯著降低,可快速實(shí)現(xiàn)油醇兩相的混合,為酯交換反應(yīng)過程提供了一種加速混合接觸的反應(yīng)環(huán)境。本文對(duì)電場強(qiáng)化酯交換反應(yīng)及生物柴油制備工藝進(jìn)行了研究。構(gòu)建了兩種電場作用下的酯交換反應(yīng)系統(tǒng),注射式點(diǎn)面電極模式反應(yīng)系統(tǒng)及預(yù)混式螺旋電極模式反應(yīng)系統(tǒng),采用這兩種系統(tǒng)對(duì)電場作用下堿催化酯交換反應(yīng)制備生物柴油進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,并與普通堿催化酯交換反應(yīng)制備生物柴油進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比,從反應(yīng)、工藝以及產(chǎn)物三個(gè)方面進(jìn)行分析,結(jié)果表明:電場可以增強(qiáng)體系擾動(dòng),促進(jìn)相間傳質(zhì),加速酯交換反應(yīng)的進(jìn)行,大大縮短反應(yīng)時(shí)間;電場可以加速副產(chǎn)物甘油與生物柴油的分離,簡化了生物柴油制備的后處理工藝;通過對(duì)產(chǎn)物的GC-MS測試,發(fā)現(xiàn)電場作用下的酯交換反應(yīng)產(chǎn)物中甲酯含量高,生物柴油的轉(zhuǎn)化率高。以上實(shí)驗(yàn)研究對(duì)高壓電場作用下的生物柴油制備新技術(shù)的發(fā)展具有重要的指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：高壓電場 生物柴油 荷電破碎模式 液液兩相系統(tǒng) 酯交換反應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TE667
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-23
• 1.1 引言10
• 1.2 生物柴油研究現(xiàn)狀及制備方法10-20
• 1.2.1 國內(nèi)外生物柴油的研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.2 生物柴油的制備方法14-20
• 1.3 外加電場在生物柴油制備中的應(yīng)用研究20-21
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容21-23
• 第二章 電場作用下液滴動(dòng)力學(xué)分析及電場強(qiáng)化反應(yīng)的作用機(jī)理23-30
• 2.1 電場作用下液滴動(dòng)力學(xué)分析23-28
• 2.1.1 靜電場中液滴受力模型23-25
• 2.1.2 液滴在電場中的行為25-28
• 2.2 電場強(qiáng)化反應(yīng)的作用機(jī)理28
• 2.3 本章小結(jié)28-30
• 第三章 醇在油相中荷電破碎的實(shí)驗(yàn)研究30-39
• 3.1 液體在空氣中荷電霧化的研究30
• 3.2 液液兩相荷電破碎的實(shí)驗(yàn)研究30-38
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)裝置及方法31-32
• 3.2.2 液液兩相荷電破碎模式及分析32-38
• 3.3 本章小結(jié)38-39
• 第四章 高壓電場強(qiáng)化酯交換反應(yīng)制備生物柴油39-51
• 4.1 酯交換反應(yīng)機(jī)理39-41
• 4.2 高壓電場強(qiáng)化酯交換反應(yīng)制備生物柴油41-48
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料及儀器設(shè)備41-42
• 4.2.2 大豆油理化性質(zhì)的測定42-45
• 4.2.3 實(shí)驗(yàn)方法45-46
• 4.2.4 生物柴油的檢測46-48
• 4.3 高壓電場制備方法與普通堿催化法的對(duì)比48-50
• 4.3.1 工藝流程的比較48-49
• 4.3.2 反應(yīng)產(chǎn)物的比較49-50
• 4.4 本章小結(jié)50-51
• 第五章 本文總結(jié)和工作展望51-54
• 5.1 本文總結(jié)51-52
• 5.2 工作展望52-54
• 致謝54-55
• 參考文獻(xiàn)55-59
• 攻讀碩士學(xué)位期間的科研情況59

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：547750