雖然傳統(tǒng)化石燃料的無節(jié)制開采和使用嚴重污染了環(huán)境,但是人們的生活和社會的發(fā)展又離不開能源的供應;與此同時,化石燃料的日益匱乏制約了社會的發(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。生物質能是一種零碳排放的可再生能源,不僅儲量豐富,而且分布廣泛,如果能對其加以開發(fā)利用,不僅可以緩解對傳統(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。生物質又可以分為陸地生物質和海洋生物質,其中海洋生物質對比陸地生物質具有光合作用效率高、生長速度快等優(yōu)點,受到了越來越多的關注。本文研究了大型海藻(海帶)和木質纖維素生物質(地瓜秸稈)共脫氧液化制備烴油產品和不同海帶/地瓜秸稈質量比對產品分布的影響。研究發(fā)現,在海帶/地瓜秸稈質量比為1:1時,液體油的產率最大,并且此時的生物油擁有最低的氧含量3.230%,烷烴的相對含量為14.36%,高熱值達到了43.55 MJ/kg。結果表明,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,對得到的液體油的性質有很大的影響。本文對海洋生物質(滸苔、巨藻、裙帶菜)和陸地生物質(棉花秸稈、地瓜秸稈、梧桐葉)的脫氧液化進行了對比研究。海洋生物質脫氧液化的產油率高于陸地生物質;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;海洋生物質中由于蛋白質的存在導致生物油中的含氮化合物含量普遍較高,應對海洋生物質脫氧液化液體油進行脫氮工藝以提升其品質。本文以硅酸鈉為硅源合成了ZSM-5/MCM-41復合分子篩催化劑。并通過SEM、XRD、FTIR、N2吸附-脫附對制備的催化劑進行了表征。研究了該催化劑對石花菜脫氧液化的影響,結果表明,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,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液化過程中催化劑起到了關鍵作用。
【學位單位】：青島大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2017
【中圖分類】：TK6
【部分圖文】：

圖 1.1 生物質轉化利用途徑.3.1 熱解生物質的熱解其實就是生物質原料的裂解過程。木質生物質的主要成分是纖、半纖維素、木質素等大分子量碳水化合物和有機物，每種成分的含量隨著生種類的不同而變化，木質生物質通常含有約 40-47 wt%纖維素，25-35 wt%半纖和 16-31 wt%木質素[17,18]。熱重分析研究發(fā)現，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，但是木質加難以分解并且會在寬溫度范圍內（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，生物質在高溫下（熱解溫度一般00 ℃~600 ℃，有時溫度可高達 800 ℃），經過一系列的復雜化學反應過程裂解解成輕質生物油，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殘渣。生物質的熱解得到的生物油

第二章 實驗方法及實驗儀器第二章 實驗方法及實驗儀器1 實驗設計思路本論文研究的實驗設計思路如圖 2.1 所示，收集來的生物質原料經過洗滌、粉碎過篩處理后，得到 30 目及以下的生物質粉末實驗原料，進行脫氧液。液化反應完成后將裝置自然冷卻，收集氣體。剩下的固液混合物進行常壓蒸到固體產物、液體產物。將得到的液體產物在 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/海帶質量比對產物分布的影響。隨著地瓜秸稈/海帶質量比的增加，液體油的產率從地瓜秸稈/海帶質量比為0時的11.42%增加到地瓜秸稈/海帶質量比為1:1時的15.78%，隨后生物油的產率一直降低到100%地瓜秸稈時的9.662%[71]。由于兩種材料的生物化學組成不同、并且不同質量比的材料的混合使得某些交聯(lián)反應發(fā)生導致生物油的產率不同。因此，大型海藻和木質纖維素生物質的共脫氧液化也可以提高將兩種可再生資源轉化為可持續(xù)生物燃料的效率[71]。這一結果與微藻（小球藻）/木質纖維素生物質（稻殼）的共液化得到的結論：原油產量隨著質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量比從0到100%的增加，固體焦炭的產率從42.13%逐漸降低至34.78%。可以看出隨著樣品中低灰分含量的木質纖維素生物質的比例增加，固體焦炭產率降低，與文獻中的推測原料中較高量的灰分可能導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，蛋白質和碳水化合物都可以降解成炭[88]
【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

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

2 李潤東;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驗研究[J];燃料化學學報;2013年12期

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

4 代學宇;吳春華;朱丹丹;;介孔分子篩MCM-41在有機催化中的研究進展[J];化工生產與技術;2012年02期

5 萬益琴;王應寬;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[J];農業(yè)工程學報;2010年01期

6 孔令剛;蔣曉嵐;;生物質及其開發(fā)利用的價值與意義[J];中國科技論壇;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];長春師范學院學報;2007年08期

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

9 邵強;我國能源現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,劉國際,趙軍,曹文豪;生物質能的應用前景分析[J];能源研究與信息;2003年04期

相關碩士學位論文 前2條

1 王棟;生物質熱裂解實驗研究及熱裂解產物利用[D];浙江大學;2004年

2 劉威;生物質能開發(fā)利用設計與環(huán)境效應的研究[D];東北師范大學;2002年

本文編號：2859006