生物質能源是唯一可再生的碳源,具有制備高品位能源以及化學品的潛力。生物質熱解可以有效的將生物質轉化為氣液固三態(tài)產(chǎn)物,但目前制得的生物油因為成分復雜等多種因素的制約難以有效利用,因此需要設法提高生物油的品質,將生物油中高附加值成分富集和分離。通過水熱預處理、低溫熱解和高溫熱解三步反應可以分別實現(xiàn)半纖維素、纖維素和木質素的轉化,并在每個轉化階段得到相應的目標產(chǎn)物。本文以三種典型的木質纖維素生物質:玉米稈、花生殼和稻稈為研究對象,分析了水熱預處理、低溫熱解以及高溫熱解各階段中主要反應條件對產(chǎn)物特性的影響,探索生物質分級熱解產(chǎn)物調控機理,為建立基于組分的生物質分級熱解新工藝提供理論依據(jù)。使用高溫高壓反應釜對生物質原料進行水熱預處理,以探究原料種類、水熱溫度以及固液比對產(chǎn)物特性的影響。就原料而言,三種生物質水熱處理后灰分含量均大幅下降,糠醛是液體產(chǎn)物的主要成分,花生殼水熱液體產(chǎn)物中糠醛的相對含量和產(chǎn)率均最高。在160℃²40℃溫度范圍內(nèi),隨著水熱溫度上升,半纖維素降解程度不斷加深,水熱溫度為200℃²20℃時,大部分半纖維素都已經(jīng)降解。固液比對半纖維素... 

【文章來源】：華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

生物質熱解轉化過程

華 中 科 技 大 學 碩 士 學 位 論 文保留生物質中的纖維素和半纖維素。在后續(xù)的低溫熱解步驟中，以水熱焦為熱解原降解水熱焦中的纖維素以制備左旋葡聚糖，而大部分木質素則在隨后的高溫熱解中解，同時對揮發(fā)分催化以制備高附加值的芳烴。通過調節(jié)各個步驟的工況以獲取產(chǎn)和相對濃度較高的目標產(chǎn)物，同時探索生物質分級熱解產(chǎn)物調控機理。

華 中 科 技 大 學 碩 士 學 位 論 文器控制裝置溫度設置為常溫，節(jié)流閥自動打開向冷卻回路中通冷卻水以將反應釜物料快速降至常溫。待溫度降至常溫后，緩慢打開出氣閥，使用氣袋收集水熱氣物。當反應釜完全卸壓后，收集固液產(chǎn)物進行真空抽濾分離。液體產(chǎn)物裝入樣品并放入冰箱中保存待測。水熱液體產(chǎn)物中的有機成分溶于水中，而水對 GC-MS 質譜腔、離子源以及色譜柱都有不利影響。因此本實驗以乙醚作為萃取劑將水熱產(chǎn)物中的有機成分萃取出來，乙醚與水解液的比例為 1:2，萃取時間為 12h，取分斗上層的乙醚相進行成分分析。固體產(chǎn)物在 105℃烘箱中干燥 24h 后稱重，放置燥皿中備用。水熱固體產(chǎn)物的產(chǎn)率為烘干的水熱焦質量與所添加水熱原料質量，使用 GC-MS 定量計算出乙醚萃取液中糠醛的濃度，推算出所取的部分水解液醛的質量，進而推算出所有液體產(chǎn)物中糠醛的質量，其質量與所添加水熱原料之為糠醛的產(chǎn)率。

【參考文獻】：
期刊論文
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[8]水熱炭化廢棄生物質的研究進展[J]. 吳倩芳,張付申.  環(huán)境污染與防治. 2012(07)
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博士論文
[1]生物質水熱降解過程機理與產(chǎn)物形成機制研究[D]. 高英.華中科技大學 2013

碩士論文
[1]木質素快速熱解催化重整制備芳香烴的研究[D]. 趙靜.東南大學 2016
[2]禾本科生物質選擇性熱解制備4-乙烯基苯酚的研究[D]. 葉小寧.華北電力大學 2015
[3]褐煤、煙煤、無煙煤及其混煤的燃燒特性研究[D]. 甘萍香.昆明理工大學 2013



本文編號：2933368