雖然傳統(tǒng)化石燃料的無節(jié)制開采和使用嚴(yán)重污染了環(huán)境,但是人們的生活和社會(huì)的發(fā)展又離不開能源的供應(yīng);與此同時(shí),化石燃料的日益匱乏制約了社會(huì)的發(fā)展,所以人們亟需尋找一種環(huán)境友好的可再生能源來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的化石燃料。生物質(zhì)能是一種零碳排放的可再生能源,不僅儲(chǔ)量豐富,而且分布廣泛,如果能對(duì)其加以開發(fā)利用,不僅可以緩解對(duì)傳統(tǒng)化石燃料的過分依賴,還可以減少環(huán)境污染氣體(NOx、COx、SO_2)的排放。生物質(zhì)又可以分為陸地生物質(zhì)和海洋生物質(zhì),其中海洋生物質(zhì)對(duì)比陸地生物質(zhì)具有光合作用效率高、生長(zhǎng)速度快等優(yōu)點(diǎn),受到了越來越多的關(guān)注。本文研究了大型海藻(海帶)和木質(zhì)纖維素生物質(zhì)(地瓜秸稈)共脫氧液化制備烴油產(chǎn)品和不同海帶/地瓜秸稈質(zhì)量比對(duì)產(chǎn)品分布的影響。研究發(fā)現(xiàn),在海帶/地瓜秸稈質(zhì)量比為1:1時(shí),液體油的產(chǎn)率最大,并且此時(shí)的生物油擁有最低的氧含量3.230%,烷烴的相對(duì)含量為14.36%,高熱值達(dá)到了43.55 MJ/kg。結(jié)果表明,不同的原料組成及共脫氧液化期間海帶和地瓜秸稈之間的協(xié)同作用,對(duì)得到的液體油的性質(zhì)有很大的影響。本文對(duì)海洋生物質(zhì)(滸苔、巨藻、裙帶菜)和陸地生物質(zhì)(棉花秸稈、地瓜秸稈、梧桐葉)的脫氧液化進(jìn)行了對(duì)比研究。海洋生物質(zhì)脫氧液化的產(chǎn)油率高于陸地生物質(zhì);六種液體油中每類化合物含量各不相同,這與原料組成和含量密切相關(guān);海洋生物質(zhì)中由于蛋白質(zhì)的存在導(dǎo)致生物油中的含氮化合物含量普遍較高,應(yīng)對(duì)海洋生物質(zhì)脫氧液化液體油進(jìn)行脫氮工藝以提升其品質(zhì)。本文以硅酸鈉為硅源合成了ZSM-5/MCM-41復(fù)合分子篩催化劑。并通過SEM、XRD、FTIR、N2吸附-脫附對(duì)制備的催化劑進(jìn)行了表征。研究了該催化劑對(duì)石花菜脫氧液化的影響,結(jié)果表明,與無催化劑相比,使用催化劑催化液化制備的生物油O和N的含量明顯降低,熱值明顯升高。同時(shí),催化劑的使用增加了液體油中的烷烴、芳香烴化合物的含量,降低了含氮化合物的含量。這說明在海藻生物質(zhì)液化過程中催化劑起到了關(guān)鍵作用。
【學(xué)位單位】：青島大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TK6
【部分圖文】：

圖 1.1 生物質(zhì)轉(zhuǎn)化利用途徑.3.1 熱解生物質(zhì)的熱解其實(shí)就是生物質(zhì)原料的裂解過程。木質(zhì)生物質(zhì)的主要成分是纖、半纖維素、木質(zhì)素等大分子量碳水化合物和有機(jī)物，每種成分的含量隨著生種類的不同而變化，木質(zhì)生物質(zhì)通常含有約 40-47 wt%纖維素，25-35 wt%半纖和 16-31 wt%木質(zhì)素[17,18]。熱重分析研究發(fā)現(xiàn)，纖維素和半纖維素的熱解發(fā)生，半纖維素主要在 220-315 ℃分解，纖維素主要在 315-400 ℃分解，但是木質(zhì)加難以分解并且會(huì)在寬溫度范圍內(nèi)（160-900 ℃）發(fā)生重量損失，形成高固體物[19,20]。在隔絕空氣或氧氣的條件下，生物質(zhì)在高溫下（熱解溫度一般00 ℃~600 ℃，有時(shí)溫度可高達(dá) 800 ℃），經(jīng)過一系列的復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)過程裂解解成輕質(zhì)生物油，氣態(tài)餾分和殘留物，生物油主要含有含氧化合物，如簡(jiǎn)單醇酸酸，酚，醛和酮等；氣態(tài)餾分通常由 H2，CO，CO2，H2S 和 C1-C4 烴組成留物主要包含焦炭，金屬沉積物和一些相關(guān)殘?jiān)�。生物質(zhì)的熱解得到的生物油

第二章 實(shí)驗(yàn)方法及實(shí)驗(yàn)儀器第二章 實(shí)驗(yàn)方法及實(shí)驗(yàn)儀器1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路本論文研究的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路如圖 2.1 所示，收集來的生物質(zhì)原料經(jīng)過洗滌、粉碎過篩處理后，得到 30 目及以下的生物質(zhì)粉末實(shí)驗(yàn)原料，進(jìn)行脫氧液。液化反應(yīng)完成后將裝置自然冷卻，收集氣體。剩下的固液混合物進(jìn)行常壓蒸到固體產(chǎn)物、液體產(chǎn)物。將得到的液體產(chǎn)物在 8000 r/min 離心速度下離心 10 離得到生物油。

Ｔ搴湍局氏宋?厴?鎦使餐蜒躋夯?票父咂分室禾迦加?21圖3.1所示的是地瓜秸稈/海帶質(zhì)量比對(duì)產(chǎn)物分布的影響。隨著地瓜秸稈/海帶質(zhì)量比的增加，液體油的產(chǎn)率從地瓜秸稈/海帶質(zhì)量比為0時(shí)的11.42%增加到地瓜秸稈/海帶質(zhì)量比為1:1時(shí)的15.78%，隨后生物油的產(chǎn)率一直降低到100%地瓜秸稈時(shí)的9.662%[71]。由于兩種材料的生物化學(xué)組成不同、并且不同質(zhì)量比的材料的混合使得某些交聯(lián)反應(yīng)發(fā)生導(dǎo)致生物油的產(chǎn)率不同。因此，大型海藻和木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的共脫氧液化也可以提高將兩種可再生資源轉(zhuǎn)化為可持續(xù)生物燃料的效率[71]。這一結(jié)果與微藻（小球藻）/木質(zhì)纖維素生物質(zhì)（稻殼）的共液化得到的結(jié)論：原油產(chǎn)量隨著質(zhì)量比的增加而不斷增加[71]，顯然不同。隨著地瓜秸稈與海帶的混合質(zhì)量比從0到100%的增加，固體焦炭的產(chǎn)率從42.13%逐漸降低至34.78%�？梢钥闯鲭S著樣品中低灰分含量的木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的比例增加，固體焦炭產(chǎn)率降低，與文獻(xiàn)中的推測(cè)原料中較高量的灰分可能導(dǎo)致更多的炭形成一致[81]。也可以理解為，在液化期間，雖然在大型海藻樣品中，蛋白質(zhì)和碳水化合物都可以降解成炭[88]
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳裕鵬;黃艷琴;陰秀麗;吳創(chuàng)之;;藻類生物質(zhì)水熱液化制備生物油的研究進(jìn)展[J];石油學(xué)報(bào)(石油加工);2014年04期

2 李潤(rùn)東;李秉碩;楊天華;謝迎輝;;水稻秸稈在亞/超臨界乙醇中的液化實(shí)驗(yàn)研究[J];燃料化學(xué)學(xué)報(bào);2013年12期

3 王東青;孫發(fā)民;賈鵬飛;王銳;;MCM-41/Y介孔-微孔復(fù)合分子篩的合成及其加氫裂化性能研究[J];煉油技術(shù)與工程;2013年06期

4 代學(xué)宇;吳春華;朱丹丹;;介孔分子篩MCM-41在有機(jī)催化中的研究進(jìn)展[J];化工生產(chǎn)與技術(shù);2012年02期

5 萬益琴;王應(yīng)寬;林向陽;劉玉環(huán);陳靈;李葉叢;阮榕生;;微波裂解海藻快速制取生物燃油的試驗(yàn)[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2010年01期

6 孔令剛;蔣曉嵐;;生物質(zhì)及其開發(fā)利用的價(jià)值與意義[J];中國(guó)科技論壇;2007年09期

7 喬秀麗;田軍;姜廷順;;介孔分子篩MCM-41的合成、表征與催化性能[J];長(zhǎng)春師范學(xué)院學(xué)報(bào);2007年08期

8 王小孟;譚江林;陳金珠;;我國(guó)生物質(zhì)能源開發(fā)利用的現(xiàn)狀[J];江西林業(yè)科技;2006年05期

9 邵強(qiáng);我國(guó)能源現(xiàn)狀及可再生能源開發(fā)問題[J];西部探礦工程;2005年04期

10 雒廷亮,許慶利,劉國(guó)際,趙軍,曹文豪;生物質(zhì)能的應(yīng)用前景分析[J];能源研究與信息;2003年04期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 王棟;生物質(zhì)熱裂解實(shí)驗(yàn)研究及熱裂解產(chǎn)物利用[D];浙江大學(xué);2004年

2 劉威;生物質(zhì)能開發(fā)利用設(shè)計(jì)與環(huán)境效應(yīng)的研究[D];東北師范大學(xué);2002年

本文編號(hào)：2859006