本文在微波裂解反應(yīng)器中對生物質(zhì)裂解展開研究。論文對比研究了不同氣氛條件下微波裂解過程,考察了催化劑對裂解產(chǎn)物的影響及不同種類原料的裂解規(guī)律。該研究為生物質(zhì)微波裂解提供了一定的理論依據(jù)。論文對比研究了 N2、CO2氣氛下微波裂解過程。在N2氣氛下,液體產(chǎn)物裂解油中主要成分為酚類和酯類,分別占27.7%和34.5%,固體產(chǎn)物焦炭的比表面為125.44m2/g。在CO2氣氛下,液體產(chǎn)物裂解油中酯類的含量降至4.6%,酚類的含量增至41.5%,固體產(chǎn)物焦炭的比表面積增至13 6.85m2/g。在CO2氣氛下,考察了四種催化劑(KCl、KH2PO4、Ca(OH)2、Na2CO3)對微波裂解的影響。研究表明,Ca(OH)2催化效果最好,裂解油產(chǎn)率為41.24%。催化劑的酸堿性對裂解油的pH值有一定的影響,催化劑Ca(OH)2和Na2CO3有利于降低裂解油的酸性。對木屑進(jìn)行酸處理后,液體產(chǎn)物裂解油的成分減少,糠醛和檸檬酸乙酯含量分別為14.8%和14.3%,固體產(chǎn)物焦炭的比表面積增加到了 178.52m2/g。堿處理后,液體產(chǎn)物裂解油中酚類物質(zhì)增加了 29.9%,達(dá)到了 53.9%。在C02氣氛下,對不同種類的生物質(zhì)原料進(jìn)行了研究。研究表明,大豆桿和青竹微波裂解油中酚類占40%左右,花生桿微波裂解油中酚類占23.81%,而稻殼微波裂解油中酸類高達(dá)25.37%。另外,隨著功率提高,焦炭中C/H和C/O比下降,焦炭的芳香度和極性增加,焦炭的比表面積增大。
【學(xué)位單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TK6
【部分圖文】：

華東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文逡逑體，反應(yīng)產(chǎn)物要通過旋風(fēng)分離器分離生物質(zhì)炭，氣體通過兩個相連的冷凝器來收集生物逡逑油，不可冷凝氣體通過過濾器排出。燒蝕反應(yīng)器的工藝流程如圖１．８所示，在燒蝕反應(yīng)逡逑器中利用外界提供的壓力讓生物質(zhì)原料顆粒以相對比較高的速率（＞］．２ｍ／ｓ）在６００°Ｃ以逡逑下的反應(yīng)器表面移動進(jìn)行裂解。產(chǎn)物跟隨氮?dú)怆x開反應(yīng)器進(jìn)入旋風(fēng)分離器中，冷凝塔將逡逑最初的揮發(fā)產(chǎn)物冷凝，靜電沉積器將剩余的揮發(fā)產(chǎn)物中的可冷凝部分冷凝沉積，氣體產(chǎn)逡逑物流經(jīng)流量計(jì)后排出。旋轉(zhuǎn)錐反應(yīng)器的工作原理與熱解系統(tǒng)如圖１．９所示，生物質(zhì)原料逡逑顆粒加入到惰性的沙子或具有催化活性的顆粒流中，被加速到逐漸升溫的反應(yīng)器表面進(jìn)逡逑行熱裂解，同時沿著反應(yīng)器壁螺旋上升，生物質(zhì)炭從旋轉(zhuǎn)錐的頂部排出，產(chǎn)生的氣體產(chǎn)逡逑物通過反應(yīng)器后經(jīng)過旋風(fēng)分離器進(jìn)入冷凝系統(tǒng)，氣體中的油組分被冷凝下來，不可冷凝逡逑氣體通入燃燒器進(jìn)行燃燒。逡逑生物質(zhì)逡逑，邋Ｉ邋，逡逑干燥逡逑Ｖ邐熱水冷凝器邐冰水冷凝器逡逑粉：碎邋Ｉ邐邐Ｊ￣￣邐￣￣邐逡逑Ｗ邋＾邋Ｉ邐［■—？ｎ邐：ｓ＝Ｌ—＞？邋§逡逑ｕ邐＾逡逑集炭箱生物油逡逑１邐｜加熱爐邐－？氣體逡逑Ｌ—?dú)怏w分析—逡逑邐＜邐—Ｉ逡逑氣體緩沖罐逡逑圖１．７流化床反應(yīng)器工藝流程逡逑Ｆｉｇ．邋１．７邋Ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ邋ｂｅｄ邋ｒｅａｃｔｏｒ邋ｐｒｏｃｅｓｓ逡逑生物質(zhì)逡逑Ｉｎｎ逡逑￣邋燒邐冷——

邐－逡逑圖１．９旋轉(zhuǎn)錐工作原理與熱解反應(yīng)系統(tǒng)逡逑Ｆｉｇ．邋１．９邋Ｒｏｔａｔｉｎｇ邋ｃｏｎｅ邋ｗｏｒｋｉｎｇ邋ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ邋ａｎｄ邋ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ邋ｓｙｓｔｅｍ逡逑１．２．３生物轉(zhuǎn)換逡逑在自然界中很多能在無氧條件下經(jīng)過發(fā)酵分解糖的微生物，如酵母菌、細(xì)菌、霉菌逡逑等，這些微生物通過發(fā)酵過程獲得能量。酵母菌和少數(shù)細(xì)菌發(fā)酵時產(chǎn)物只有酒精和Ｃ０２，逡逑這個發(fā)酵過程可以以式１－１表示如下：逡逑Ｃ６Ｈ１２０６—２ＣＨ３ＣＨ２０Ｈ＋２Ｃ０２邐（１－２）逡逑發(fā)酵過程也受到一些因素的影響，包括溫度、ｐＨ值、溶氧濃度以及設(shè)備條件等。逡逑沼氣發(fā)酵的基本過程如圖１．］0。逡逑邐邋｜｜邋產(chǎn)甲燒逡逑單糖丁酸邋——邐ｃ0２邐逡逑多糖液化低聚糖產(chǎn)酸丙酸邐Ｈ２＋Ｃ：0Ｚ邋￣１邋ＣＨ４＋Ｈ２Ｑ逡逑＿邐產(chǎn)甲烷逡逑圖１．１０沼氣發(fā)酵的基本過程示意圖逡逑Ｆｉｇ．邋１．１０邋Ｂｉｏｇａｓ邋ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ邋ｂａｓｉｃ邋ｐｒｏｃｅｓｓ邋ｄｉａｇｒａｍ逡逑１．３生物質(zhì)能利用現(xiàn)狀逡逑生物質(zhì)能因其本身的能量密度低并且分布具有分散性，大規(guī)模高效利用比較困難，逡逑因此仍然未能成為商品能源。采用不同的加工利用方式得到的經(jīng)濟(jì)效益差別很大，國內(nèi)逡逑外致力于研發(fā)生物質(zhì)能使其逐步得到推廣使用。逡逑歐美等西方國家較早的開發(fā)利用生物質(zhì)能，如美國２００１－２０１０十年時間生物質(zhì)能產(chǎn)逡逑品總產(chǎn)量由５％提高到了邋１２％，在２０１３年生物質(zhì)能的利用占到總可再生資源的一半，總逡逑能源消費(fèi)的５％［３７］。印度提出了綠色能源工程的發(fā)展計(jì)劃

烷氧基酚的減少，微波熱解酸處理木質(zhì)素得到了更好品質(zhì)的裂解生物油，苯酚的總收率逡逑提高到了邋１４．１５％，而愈創(chuàng)木酚的收率減少到２２．３６％。Ｍｕ邋Ｖ／剛等提出的可能的木質(zhì)素逡逑熱解反應(yīng)路徑如圖１．１３所示。逡逑Ａｌｓｈｒａ＇Ａｈ邋Ａ［７ｉ］在低溫Ｐ００？２８０。。）下對纖維素進(jìn)行了微波熱解，研宄了溫度、纖維逡逑素類型（結(jié)晶和無定型）、微波吸收劑對熱解的影響。比較了在相同的加熱速率下得到的逡逑微波裂解油和常規(guī)熱解油，在２６０°Ｃ無定型纖維素微波裂解得到的最大裂解油產(chǎn)率為逡逑４５％，加水顯著增加了裂解油的產(chǎn)率使得無定型纖維素和結(jié)晶纖維素微波裂解油的產(chǎn)率逡逑

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