生物質(zhì)能源的開發(fā)和利用是緩解我國能源危機(jī)和環(huán)境破壞的有效途徑之一。竹材是我國生物質(zhì)能源開發(fā)的重要潛在資源,而竹機(jī)制炭是目前市場(chǎng)上最具商業(yè)化競(jìng)爭力的竹材剩余物能源化利用產(chǎn)品。本研究利用X射線衍射、傅里葉紅外光譜、熱重、炭化-氣相-質(zhì)譜聯(lián)用、熱重-紅外聯(lián)用等科學(xué)儀器,系統(tǒng)分析了竹材炭化特性,表征炭化氣體、液體和固體產(chǎn)物,系統(tǒng)揭示了竹材炭化產(chǎn)物特性;重點(diǎn)研究了固體產(chǎn)物燃燒特性和燃燒動(dòng)力學(xué)參數(shù)計(jì)算;考察炭化溫度、炭化時(shí)間、升溫速率和升溫模式對(duì)竹機(jī)制炭材料性能影響,優(yōu)化獲得竹機(jī)制炭材料制備工藝;主要研究結(jié)果如下:（1）竹材主要炭化階段為250⁴50℃,質(zhì)量損失約55.67%,其中纖維素結(jié)晶區(qū)在350℃時(shí)完全熱降解。工業(yè)分析表明,隨著炭化溫度升高,固定碳和灰分含量逐漸增加,最大值分別為87.42%和5.88%;揮發(fā)分逐漸降低,變化區(qū)間最大為300³50℃;熱值先增加后減小,650℃時(shí)最大,其值為32442J/Kg;紅外光譜表明,主要成分對(duì)應(yīng)的化學(xué)官能團(tuán)峰值逐漸降低或消失,如纖維素和半纖維素1090cm-1處特征峰、木質(zhì)素1510cm-1處特征峰;熱重-紅... 

【文章來源】：中國林業(yè)科學(xué)研究院北京市

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

生物質(zhì)炭化技術(shù)分類

過 TG-FTIR 對(duì)竹屑炭化實(shí)驗(yàn) 2-4，炭化特性與管式爐趨于一致2-6、2-7、2-8，分別給出了 2-4、2-5 給出炭化過程中代表如下：4 給出了竹屑在氦氣保護(hù)下中可以看出，炭化過程包括三個(gè)階段為 0.63%。第二階段為纖維素的炭化，最大失重溫度要是木質(zhì)素和焦炭分解纖維素含量，而綜纖維素容易受熱分解失重量。竹屑炭化實(shí)驗(yàn)，了解竹屑在炭化過程中氣體釋放特性特性與管式爐趨于一致；紅外光譜圖測(cè)得炭化過程中釋放污分別給出了煙氣釋放三維立體圖和含 C、N給出炭化過程中代表性物質(zhì)波數(shù)和炭化過程焦炭中碳在氦氣保護(hù)下，以 10℃/min 的升溫速率，從 50℃過程包括三個(gè)階段：第一階段低溫區(qū)域進(jìn)行吸附水第二階段為 155℃到 395℃，失重率達(dá)到 68.86%，最大失重溫度在 345℃處。第三階段主要是在高溫段進(jìn)要是木質(zhì)素和焦炭分解。從表 2-2 給出的竹材化學(xué)成分?jǐn)?shù)據(jù)可以看出而綜纖維素容易受熱分解，導(dǎo)致原料在 250~450釋放特性，T測(cè)得炭化過程中釋放污、S 在炭性物質(zhì)波數(shù)和炭化過程焦炭中碳、氮、℃到 100第一階段低溫區(qū)域進(jìn)行吸附水，主要是提第三階段主要是在高溫段進(jìn)給出的竹材化學(xué)成分?jǐn)?shù)據(jù)可以看出~450℃更多

Figure 2-10 The total ion chromatograms生物質(zhì)炭化根據(jù)工藝的不同可選擇主產(chǎn)物和副產(chǎn)物，液體產(chǎn)物在實(shí)際生產(chǎn)機(jī)制棒炭時(shí)為副產(chǎn)物著炭化溫度升高受熱分解、液體上層液體，俗稱竹醋液體有機(jī)物種類多達(dá) 90 種以上酸、酚、酯等，具有良好的殺蟲殺菌和除臭功效因竹材竹青、竹肉和竹黃化學(xué)成分含量不同 2-19、2-10、2-11 分別給出竹青產(chǎn)物分布圖。由圖可知，前圖 2-10 竹肉炭化液體總離子流圖of liquid product from pyrolysis of middle part of bamboo生物質(zhì)炭化根據(jù)工藝的不同可選擇主產(chǎn)物和副產(chǎn)物，產(chǎn)物包括固體液體產(chǎn)物在實(shí)際生產(chǎn)機(jī)制棒炭時(shí)為副產(chǎn)物，形成原理為生物質(zhì)中三大主要組成成、重組，伴隨著水分和揮發(fā)分析出，小分子可溶于水有機(jī)俗稱竹醋液，大分子不溶于水有機(jī)物相互粘結(jié)沉淀種以上，其中不乏重要化工中間體。竹材炭化液體產(chǎn)物中多含具有良好的殺蟲殺菌和除臭功效，現(xiàn)已被民間大量實(shí)踐于農(nóng)竹肉和竹黃化學(xué)成分含量不同[116,117]，炭化產(chǎn)物種類分別給出竹青、竹肉、竹黃炭化總離子流圖，表前 20 分鐘（min）析出的化合物種類明顯小于產(chǎn)物包括固體、液體和氣體形成原理為生物質(zhì)中三大主要組成成小分子可溶于水有機(jī)大分子不溶于水有機(jī)物相互粘結(jié)沉淀，俗稱焦油。炭竹材炭化液體產(chǎn)物中多含現(xiàn)已被民間大量實(shí)踐于農(nóng)、醫(yī)領(lǐng)域產(chǎn)物種類、含量各不一表 2-6 給出解譜后析出的化合物種類明顯小于 20min 以后

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于錐形量熱儀的不同形態(tài)木質(zhì)材料的燃燒特性分析[J]. 杜安磊,李健男,黃彥慧,黃瓊濤,徐偉.  東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(04)
[2]毛竹竹青和竹黃半纖維素的提取與結(jié)構(gòu)表征[J]. 黃曹興,何娟,閔斗勇,李鑫,勇強(qiáng).  林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè). 2015(05)
[3]我國生物質(zhì)炭化技術(shù)裝備研究現(xiàn)狀與發(fā)展建議[J]. 叢宏斌,趙立欣,姚宗路,孟海波,李敏.  中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(02)
[4]不同溫度下棉桿顆粒熱解制炭的性能研究[J]. 賀強(qiáng),孫姣,蔡雨辰,陳文義.  河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(02)
[5]生物質(zhì)外熱式連續(xù)炭化爐的設(shè)計(jì)及可行性分析[J]. 梁化超,王維新,楊源琦,李霞,張巍,趙慶.  農(nóng)機(jī)化研究. 2015(03)
[6]生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電技術(shù)的探索[J]. 金山.  電力科技與環(huán)保. 2015(01)
[7]稻殼連續(xù)炭化裝置研究[J]. 賴鵬豪,馬曉建,常春,張旭東.  江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2015(01)
[8]生活垃圾主要組分在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)不同熱解階段的傳熱特性[J]. 王歡,尹麗潔,陳德珍,馬曉波,何品晶.  化工學(xué)報(bào). 2014(12)
[9]棉稈與竹材顆粒燃料成型工藝及其性能的研究[J]. 程大莉,許斌,蔣身學(xué).  西部林業(yè)科學(xué). 2014(06)
[10]沙柳的低溫?zé)峤馓匦匝芯縖J]. 梁宇飛,薛振華.  木材加工機(jī)械. 2014(04)

博士論文
[1]棉稈直接熱解炭化工藝參數(shù)試驗(yàn)研究[D]. 楊瑛.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[2]生物油的烯烴改性精制及應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D]. 楊續(xù)來.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010

碩士論文
[1]生物質(zhì)制燃料炭燃燒特性實(shí)驗(yàn)研究[D]. 熊紹武.上海理工大學(xué) 2014
[2]利用生物預(yù)處理提高竹材酶水解葡萄糖得率的研究[D]. 任紅玲.中國林業(yè)科學(xué)研究院 2013
[3]生物質(zhì)成型燃料物理性能和燃燒特性研究[D]. 謝啟強(qiáng).南京林業(yè)大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3005560