發(fā)布時(shí)間：2020-06-21 09:51

【摘要】：為了給生物質(zhì)燃燒過程揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)的減量排放提供科學(xué)依據(jù),從而減少VOC對(duì)人類生活和自然環(huán)境帶來的傷害,本論文主要研究生物質(zhì)燃燒煙氣中VOC的釋放特性和形成機(jī)理,本論文進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)研究工作如下所述:首先,采用TG-FTIR-GC/MS聯(lián)用技術(shù)研究程序升溫下生物質(zhì)及其組分的燃燒特性和產(chǎn)物釋放規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn):木聚糖結(jié)構(gòu)含有較多側(cè)鏈即有結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的側(cè)鏈斷裂而析出揮發(fā)分,失重最早。木質(zhì)素燃燒溫度最廣,在固定碳燃燒階段有大量因?yàn)槊搨?cè)鏈和縮合反應(yīng)形成的焦炭燃燒。纖維素和木聚糖低溫燃燒產(chǎn)生的呋喃類和左旋葡萄糖較多,隨著溫度升高,芳香族化合物含量顯著上升。木質(zhì)素低溫燃燒主要產(chǎn)生C02,高溫燃燒產(chǎn)生的VOC明顯增多,并且都是芳香族化合物。再者,使用Py-GC/MS聯(lián)用技術(shù)對(duì)生物質(zhì)及其組分在600℃燃燒產(chǎn)生的VOC釋放規(guī)律進(jìn)行研究。纖維素和木聚糖在600℃燃燒都產(chǎn)生醇類、酮類、酯類、脂肪族化合物和呋喃類化合物,醇類和酮類化合物的含量最高。不同的是在纖維素的燃燒產(chǎn)物中,左旋葡萄糖、左旋葡萄糖酮和1,4:3,6-二脫水-α-D-吡喃葡萄糖含量很高,而半纖維素的燃燒產(chǎn)物含有5.28%的酯類化合物和4.55%的脫水糖。木質(zhì)素燃燒產(chǎn)生的都是含有愈創(chuàng)木基或紫丁香基的單苯環(huán)芳香族化合物,沒有稠環(huán)芳香烴的成分。木屑燃燒產(chǎn)物中的稠環(huán)芳香烴是纖維素和半纖維素燃燒剩余物質(zhì)發(fā)生炭化、化學(xué)轉(zhuǎn)化和重排反應(yīng)的產(chǎn)物。最后,使用管式電阻爐對(duì)生物質(zhì)及其組分進(jìn)行定溫燃燒實(shí)驗(yàn)。研究發(fā)現(xiàn),生物質(zhì)及其組分燃燒會(huì)產(chǎn)生醇類、醛類、酮類、酸類、酚類、酯類、醚類、呋喃類、脫水糖、脂肪族、芳香族等11種揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)。其中醇類、醛類、酚類、酯類、呋喃類、脫水糖、脂肪族、芳香族化合物是生物質(zhì)及其組分燃燒的主要揮發(fā)性產(chǎn)物,非芳香族化合物的含量隨反應(yīng)溫度的升高而下降,芳香族化合物的含量隨溫度升高呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TK6
【圖文】：

纖維素、木質(zhì)素、木聚糖、木屑燃燒TG曲線

２．５．１纖維素燃燒ＴＧ－ＦＴＩＲ分析逡逑．邐纖維素燃燒過程中氣體產(chǎn)物析出３Ｄ紅外特征圖譜如圖２．３所示，從圖中可以逡逑清晰地看出每種氣體產(chǎn)物或官能團(tuán)所吸收紅外光的特征光譜。從圖２．３中的３Ｄ逡逑紅外特征圖譜中可以根據(jù)氣體產(chǎn)物或官能團(tuán)的特征吸收帶和特定溫度提取出纖逡逑維素燃燒氣體產(chǎn)物的ＦＴＩＲ圖譜見圖２．４和揮發(fā)性物質(zhì)在燃燒過程中的吸光度演變逡逑圖譜見圖２．５。逡逑N邋｜逡逑Ａｂ＾ｏｉｌｉ邋ａｕｃｒ．ａ．ｕ．逡逑ｊ邋ｐｉ逡逑４＾ＨＩＵｉｌｉＳｒ＾？００逡逑４１１０１１逡逑Ｔｃｎｉ｜ｉｆｎ？ｌｕｉｒ．ｌＣ逡逑２0ｏＳ逡逑Ｗａ＼ｅｎｉｕｎｈｒｒ．（ｎｉ１邐｜00＆＾３＾＂｜0？逡逑圖２．３纖維素燃燒過程中揮發(fā)性氣體產(chǎn)物的３Ｄ邋ＦＴＩＲ圖譜逡逑纖維素在４０？８００°Ｃ燃燒過程中產(chǎn)生的不可凝小分子產(chǎn)物如Ｃ０２、ＣＯ、ＣＨ４，逡逑特殊官能團(tuán)如羰基（００）、醚鍵（Ｃ－０－Ｃ）的釋放曲線如圖２．４所示。為了便于逡逑比較燃燒過程產(chǎn)物析出規(guī)律，將各產(chǎn)物的趨勢(shì)線進(jìn)行了縱向平移。纖維素燃燒產(chǎn)逡逑生的ｃｏ２、ＣＯ、ＣＨ４以及含有羰基、醚鍵的揮發(fā)性有機(jī)化合物的釋放范圍主要集逡逑中在３００？４００°Ｃ，只有Ｃ０２在５００°Ｃ左右還有一個(gè)吸收峰出現(xiàn)。在圖２．４中，Ｃ0２逡逑的吸光強(qiáng)度最高，含有羰基官能Ｗ１的產(chǎn)物次之，ＣＨ４的吸光強(qiáng)度強(qiáng)于含有醚鍵的逡逑揮發(fā)分，ＣＯ的含量最低但是釋放的溫度范圍很廣。（：０２的形成過程分為兩個(gè)階逡逑段。３００？４５０°Ｃ為第…階段，＜：０２的形成主要是由于纖維素中碳結(jié)構(gòu)與氧氣的氧化逡逑反應(yīng)和纖維素中的羰基和羧基官能團(tuán)的破裂和重整。第二階段從４５０°Ｃ到６００°Ｃ

【參考文獻(xiàn)】

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1 陳斌斌;田紅;何川;熊家佳;吳艷;;半纖維素�；餆崃呀馓匦缘膶�(shí)驗(yàn)研究[J];節(jié)能;2015年11期

2 張衛(wèi)東;張?zhí)m;張彩虹;于丹;;我國(guó)林木生物質(zhì)能源資源分類及總量估算[J];北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版);2015年02期

3 呂建q

本文編號(hào)：2723894