【摘要】：本文對生物質的供氫熱解特性進行研究,采用供氫劑共熱解與H2氣氛下加氫熱解兩種方式。首先考察了低密度聚乙烯(LDPE)作為供氫劑對生物質熱解的影響;隨后以N2實驗結果作為對照,考察H2氣氛對生物質熱解產(chǎn)物產(chǎn)率與生物油組分的影響,并對生物質三大組分纖維素、半纖維素、木質素分別進行了加氫熱解實驗從而研究相應的加氫反應路徑,為生物質供氫熱解機理研究提供了一定的理論依據(jù)。論文以木屑和LDPE作為生物質原料與供氫劑進行共熱解實驗,考察了共熱解中協(xié)同作用對生物油收率與組分的影響。木屑與LDPE共熱解可以提高液體收率,當熱解溫度為600 ℃時液體收率達到最大值為56.84%,比理論值高約6%。對共熱解液體產(chǎn)物組成進行了分析,發(fā)現(xiàn)共熱解過程中生成某些特定組分,如十一醇、庚烯醛等含氧長鏈化合物,是生物質與LDPE共熱解時自由基相互作用的產(chǎn)物;通過熱重-紅外聯(lián)用實驗分析了生物質與塑料共熱解行為,共熱解最大反應速率溫度為490 ℃,相比LDPE單獨熱解時的512 ℃,降低約22 ℃。將木屑作為實驗原料研究了生物質在氫氣氣氛下的熱解實驗特性,并以N2氣氛的實驗結果作為對照,考察了氫氣氣氛對熱解產(chǎn)物產(chǎn)率與組分的影響。結果發(fā)現(xiàn)與N2相比,H2條件下固體產(chǎn)率降低約9%,液體產(chǎn)率提高了約5.8%,同時由于氫氣的存在促進了呋喃環(huán)的異構化,加氫熱解所得生物油中發(fā)現(xiàn)了2-甲基萘等芳香烴類化合物,而在N2條件下中并未發(fā)現(xiàn)。為探究生物質具體的加氫熱解路徑,本文以生物質三種組分(纖維素、半纖維素和木質素)為原料,對其加氫熱解特性進行探究,考察了氫氣對三種組分熱解行為的影響,概括了其熱解反應路徑。結果表明木質素由于自身具有較多芳環(huán)與復雜氫鍵,焦炭產(chǎn)率高于纖維素與半纖維素;氫氣的存在使得纖維素熱解時呋喃環(huán)分子重排等反應加速,糖苷鍵斷裂增強,油中苯類含量提高,半纖維素熱解油中醇類相對含量增加,木質素中揮發(fā)分加氫脫氧反應加劇,熱解油中芳香烴類比例升高。
【學位授予單位】：華東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TK6
【圖文】：

如何提高生物質能的利用率也成為世界關注的焦點。逡逑生物質能轉化方式有多種，大體可分為物理、化學與生物三類，而每類技術也都有逡逑更為細致的劃分。具體的轉化利用技術見圖２．１。逡逑Ｈ邋壓縮、炭化逡逑ｐ｜直接燃燒技術鍋爐燃燒技術胃逡逑用爐灶稀燒技￥逡逑ｒ邋氣化技術逡逑＿＿丨嚴字嚴５邋Ｈ￣熱栛術逡逑長１——＾——逡逑ｇ邐Ｌ干餾技術逡逑此邐邐逡逑偦－邐，邋大中型厭氧消化逡逑＾邐－生物轉換技術＿邐邐逡逑＾邐Ｌ大型戶用沼氣池逡逑胡邐Ｉ邐■逡逑Ｌ－１邋邋邐邐邋ｒ邋植物油技術逡逑液化技術卜邐－＝４逡逑Ｌ制取乙醇、甲醇逡逑ｒｌ￣堆肥技術￣逡逑」有機垃圾處理｜＿」￣林＿士—逡逑ｓｉ邋Ｍ邐焚燒技術逡逑Ｈ邋填埋技術逡逑圖２．１生物質能利用方法逡逑Ｆｉｇ．２．１邋Ｂｉｏｍａｓｓ邋ｅｎｅｒｇｙ邋ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ邋ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ逡逑２．２生物質能利用技術逡逑２．２．１物理轉化技術逡逑

如何提高生物質能的利用率也成為世界關注的焦點。逡逑生物質能轉化方式有多種，大體可分為物理、化學與生物三類，而每類技術也都有逡逑更為細致的劃分。具體的轉化利用技術見圖２．１。逡逑Ｈ邋壓縮、炭化逡逑ｐ｜直接燃燒技術鍋爐燃燒技術胃逡逑用爐灶稀燒技￥逡逑ｒ邋氣化技術逡逑＿＿丨嚴字嚴５邋Ｈ￣熱栛術逡逑長１——＾——逡逑ｇ邐Ｌ干餾技術逡逑此邐邐逡逑偦－邐，邋大中型厭氧消化逡逑＾邐－生物轉換技術＿邐邐逡逑＾邐Ｌ大型戶用沼氣池逡逑胡邐Ｉ邐■逡逑Ｌ－１邋邋邐邐邋ｒ邋植物油技術逡逑液化技術卜邐－＝４逡逑Ｌ制取乙醇、甲醇逡逑ｒｌ￣堆肥技術￣逡逑」有機垃圾處理｜＿」￣林＿士—逡逑ｓｉ邋Ｍ邐焚燒技術逡逑Ｈ邋填埋技術逡逑圖２．１生物質能利用方法逡逑Ｆｉｇ．２．１邋Ｂｉｏｍａｓｓ邋ｅｎｅｒｇｙ邋ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ邋ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ逡逑２．２生物質能利用技術逡逑２．２．１物理轉化技術逡逑

Ｆｉｇ．２．４邋Ｋｉｌｚｅｒ邋ｒｅａｃｔｉｏｎ邋ｍｅｃｈａｎｉｓｍ逡逑熱解機理比較復雜，國內外的眾多研究者通過對三個組分的實驗熱解機理，在這之中，纖維素由于大部分生物質的主要組分為質的熱解規(guī)律很大程度上相似且其結構最為簡單的特點被廣泛研宄的替代品，所以許多研宄者在研宄生物質熱解時一般將纖維１９６５年提出了一個被廣泛認同的纖維素熱解反應路徑，如圖２．４一部分學者提出了將Ｓｈａｆｉｚａｄｅｈ反應機理作為理論基礎的生物質．５。Ｓｈａｆｉｚａｄｅｈ

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本文編號：2766459