【摘要】：隨著石油礦產(chǎn)資源的日益枯竭,地球溫室效應的日趨嚴重以及環(huán)境污染等問題的出現(xiàn),研發(fā)環(huán)境友好型的生物質(zhì)能利用技術(shù),將可持續(xù)、可再生、來源豐富的生物質(zhì)資源轉(zhuǎn)化為清潔、廉價、高品位的生物質(zhì)能源,具有重要的現(xiàn)實意義和深遠的歷史意義。所以本文選用典型的農(nóng)作物玉米秸稈為原料,對其進行催化液化實驗研究,對液化產(chǎn)物的化學組分進行定性定量等方面的分析,為制備高品質(zhì)的生物燃油和化學品提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。通過多種催化劑和液化劑的對比,選定濃磷酸為催化劑,聚乙二醇(400)復配碳酸乙烯酯為液化劑進行液化實驗。探討了反應溫度、反應時間、催化劑用量對液化得率的影響,得到的最佳工藝條件為:反應溫度170℃、反應時間60min、催化劑用量10%。采用FTIR表征結(jié)果顯示:液化殘渣中纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的特征官能團消失,液化產(chǎn)物中出現(xiàn)了很多活潑的化學鍵,整個反應體系的活性提高。GC-MS檢測結(jié)果顯示:以三乙酸甘油酯復配碳酸乙烯酯為液化劑的液化產(chǎn)物約有64種,其中醚和醇類含量最高,相對百分含量為44.81%;甘油復配碳酸乙烯酯的約有55種,酸和酮類含量最高,相對百分含量為33.51%;聚乙二醇復配碳酸乙烯酯的約有40種,芳香類含量最高,相對百分含量為30.95%。熱重分析結(jié)果表明:液化殘渣聚合較嚴重,600℃時有60%的殘?zhí)繜o法被燒盡。使用Design-Expert中的Box-Behnken模型對秸稈液化工藝進行設(shè)計,固定物料量為10g,中心實驗條件為:反應溫度170℃、反應時間60min、催化劑用量10%。分別討論了三個自變量對液化得率、產(chǎn)物粘度、酸值、重油組分和灰分的影響,結(jié)果表明:秸稈的最優(yōu)液化工藝條件為溫度159℃、時間74min、催化劑用量6%,在此實驗條件下,秸稈液化得率可以達到94.12%,酸值為26.84mgKOH/g,粘度為48.30mP-s,重油組分為52.06%,灰分為3.83%。本論文還考察了液化產(chǎn)物生物油的各種理化特性,結(jié)果表明:本方法制得的生物油安定性好,固體顆粒均勻的分散在液體中,但固體顆粒和灰分含量較高,分別達到11.33%和3.83%;生物油在250℃～350℃之間降解速率最快;常溫下的表面張力為35.29mN·m-1。
【學位授予單位】：天津科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TK6

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本文編號：2782953