【摘要】：本論文選用河北邢臺(tái)棉花籽和山西臨汾玉米芯作為實(shí)驗(yàn)原料利用纖維管式電阻爐進(jìn)行熱解實(shí)驗(yàn)，考察了添加劑作用下生物質(zhì)的熱解行為。通過(guò)掃描電鏡、元素分析、灰分測(cè)定、紅外分析、熱重分析、1H NMR、程序升溫脫附及氣相色譜分析等手段對(duì)熱解產(chǎn)物作了分析表征，初步揭示了熱解反應(yīng)的機(jī)理。主要結(jié)論如下： 1.添加氯化物和鈣系物對(duì)生物質(zhì)熱解行為的影響 （1）棉花籽和玉米芯單獨(dú)熱解過(guò)程中受溫度、停留時(shí)間、氣體流速的影響,熱解產(chǎn)物收率的變化趨勢(shì)基本相同；在實(shí)驗(yàn)考察的條件范圍內(nèi)，當(dāng)溫度為500℃，停留時(shí)間為30min，氣體流速為100ml/min時(shí)，棉花籽和玉米芯熱解所得液體油收率最高。 （2）在棉花籽的熱解過(guò)程中加入氯化物和Ca基添加物后研究發(fā)現(xiàn)除添加CoCl2外，添加其它氯化物均能提高液體油收率且添加堿土金屬的效果要優(yōu)于堿金屬，而且加入CaCl2、BaCl2與ZnCl2時(shí)液體油收率提高更明顯；在玉米芯的熱解過(guò)程中加入CaCl2、BaCl2與ZnCl2發(fā)現(xiàn)同樣能提高液體油收率。 （3）在棉花籽和玉米芯熱解過(guò)程中，低溫段主要生成CO和CO2，中溫段主要生成CH4，高溫段主要生成H2。 2.復(fù)合添加劑對(duì)玉米芯產(chǎn)物分布的影響 （1）熱解溫度為500℃，N2流速為200ml/min，停留時(shí)間為30min時(shí)，玉米芯中添加15%的各種礦物質(zhì)后，與玉米芯單獨(dú)熱解相比較發(fā)現(xiàn)：加入γ-Al2O3與麥飯石（M）均能提高液體油收率，但是加入γ-Al2O3的催化效果要優(yōu)于麥飯石（M），加入HZSM-5與電氣石（T）時(shí)，液體油收率變化不明顯。 （2）當(dāng)熱解溫度為500℃，N2流速為200ml/min，停留時(shí)間為30min，加入復(fù)合添加劑的量為15%時(shí)，在玉米芯的熱解過(guò)程中加入CaCl2/γ-Al2O3對(duì)液體油收率沒(méi)有協(xié)同作用；當(dāng)CaCl2的負(fù)載量為10%時(shí)加入CaCl2/HZSM-5和CaCl2/M對(duì)液體油收率的協(xié)同作用較明顯；加入CaCl2/T后液體油收率也有所提高。 （3）當(dāng)熱解溫度為500℃，N2流速為200ml/min，停留時(shí)間為30min，加入復(fù)合添加劑的量為15%時(shí)，在玉米芯的熱解過(guò)程中分別加入BaCl2/M、CaCl2/M、ZnCl2/M后，發(fā)現(xiàn)BaCl2和CaCl2與麥飯石（M）對(duì)液體油收率有協(xié)同作用且氯化物的負(fù)載量為10%時(shí)，催化效果最明顯，而ZnCl2與麥飯石（M）之間無(wú)明顯的協(xié)同；加入Ni(NO3)2/M與Fe(NO3)3/M后，發(fā)現(xiàn)液體油收率降低，說(shuō)明對(duì)液體油收率而言，這兩種硝酸鹽與麥飯石（M）之間無(wú)明顯的協(xié)同作用。 3.熱解產(chǎn)物的性質(zhì)分析 （1）在棉花籽熱解過(guò)程中，除COCl2外，其它添加劑的加入均能使得熱解所得殘?jiān)募t外峰增強(qiáng)，說(shuō)明加入這些添加劑后，在一定程度上阻礙了棉花籽熱解過(guò)程中烴類、醇類、醚及酯類物質(zhì)的分解，使得熱解所得的殘?jiān)泻休^多的有機(jī)化合物。 （2）玉米芯的熱解過(guò)程中，在所考察的溫度范圍內(nèi)，脂肪氫的含量隨著溫度的升高，先降低后升高，500℃時(shí)液體油中脂肪氫的含量最低，600℃時(shí)液體油中脂肪氫的含量最高；芳香氫的含量500℃與300℃相等且都大于600℃時(shí)油中的芳香氫。 （3）在玉米芯熱解過(guò)程中加入氯化物后，脂肪氫、芳香氫的含量在下降，羥基氫的含量在升高；加入HZSM-5、M使得脂肪氫的含量升高，羥基氫的含量降低，而加入γ-Al2O3、T則使脂肪氫的含量降低，羥基氫的含量升高。加入氯化物/M后，熱解油中各種氫的含量變化不大，而加入硝酸鹽/M后，熱解油中Hα的含量急劇升高，導(dǎo)致脂肪氫的含量也迅速升高。
【圖文】：

文獻(xiàn)綜述與選題度為 550℃時(shí)獲得的生物油產(chǎn)率最高為 50%（w/w）。陳森【35】研究了生物質(zhì)的和粒徑及停留時(shí)間對(duì)生物油產(chǎn)率和品質(zhì)的影響。張巍巍【36】等對(duì)稻草、松木屑，結(jié)果表明慢速熱解雖然在產(chǎn)率上低于快速熱解，但是得到的生物油品質(zhì)卻要得油。龍恩深【37】等以麥麩、谷殼、玉米粉、鋸末為原料，研究了生物質(zhì)種類條件等對(duì)生物油產(chǎn)率的影響。常勝【38】等選取了松木、玉米芯、稻草和蔗渣作用 GC /MS 考察了不同溫度下獲得生物油的成分。 生物質(zhì)熱解機(jī)理質(zhì)的熱解原理是利用熱能、在無(wú)氧或缺氧條件下，切斷生物質(zhì)大分子中的化學(xué)分子物質(zhì)，，整個(gè)過(guò)程是復(fù)雜的化學(xué)過(guò)程，包含分子鍵斷裂、異構(gòu)化和小分子的

們的熱解機(jī)理、速率與途徑各不相同【40】。木質(zhì)素?zé)峤庵饕a(chǎn)生揮發(fā)分，下面將詳細(xì)介紹生物質(zhì)中這三種主要成分的熱解機(jī)理【18】D-葡萄糖脫水形成糖苷，通過(guò)β-糖苷鍵連接而成的鏈狀高分n 為聚合度。纖維素是生物質(zhì)中存在最多的物質(zhì)，約占生物質(zhì)其它兩種成分相比纖維素的結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單，其熱解行為在很因此深入了解纖維素?zé)峤鈾C(jī)理對(duì)探究生物質(zhì)的熱解過(guò)程具有~375℃分解，隨著熱解溫度的升高，纖維素受熱分解，聚合理的研究比較深入，開展得相對(duì)較多，由最初的 Broido&Ne來(lái)廣為人知的 Broido-Shafizadeh 模型（如圖 1-3），簡(jiǎn)稱 B-Sdeh 機(jī)理模型（如圖 1-4），都清楚的反應(yīng)了纖維素的熱解過(guò)
【學(xué)位授予單位】：山西師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ511;TQ914

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2680173