生物質(zhì)能最大的優(yōu)勢在于它是唯一碳基可再生能源,將生物質(zhì)能高效轉(zhuǎn)化為碳基液體燃料,從而替代或部分替代傳統(tǒng)化石燃料的消耗有重大意義。針對“生物質(zhì)快速熱解超臨界提質(zhì)”工藝路線設(shè)備復(fù)雜,產(chǎn)品為穩(wěn)定含氧有機(jī)液體燃料的問題,本文通過生物質(zhì)催化熱解的形式,做到了簡化了后續(xù)的提質(zhì)流程,同時將目標(biāo)產(chǎn)物定向調(diào)控為大量不含氧的烴類液體燃料的。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),本文,通過實(shí)驗(yàn)研究和密度泛函理論相結(jié)合的方式,首先在生物質(zhì)纖維素、半纖維素、木質(zhì)素上實(shí)現(xiàn)了催化熱解和產(chǎn)物的定向調(diào)控,之后通過不同催化劑、不同熱解參數(shù)設(shè)置,研究三大組分受催化劑和熱解條件的影響規(guī)律,指出了三組分間催化熱解的異同,最終獲得了三大組分在催化熱解定向調(diào)控時的反應(yīng)途徑。在三大組分催化熱解和定向調(diào)控的基礎(chǔ)上,采用實(shí)際生物質(zhì)為原料完成催化熱解定向調(diào)控,后續(xù)引入金屬雙功能催化活性中心,研究了不同金屬活性中心對目標(biāo)產(chǎn)物的影響,最后以鉻為代表,改變金屬活性中心負(fù)載量,調(diào)變催化劑酸性和孔道尺寸,進(jìn)一步提升烴類產(chǎn)率,提高了工藝能量轉(zhuǎn)化率,并和其他生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為液體燃料的途徑進(jìn)行了對比。纖維素、半纖維素、木質(zhì)素的催化熱解結(jié)果表明:三大組分的熱解產(chǎn)物都可以定向調(diào)控為... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：186 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

BP2018年世界能源統(tǒng)計(jì)年鑒一次能源消費(fèi)量占比[1]

圖1-2[2]是國際能源署(IEA)發(fā)布的世界能源展望2018中的二氧化碳排放量統(tǒng)計(jì)。世界總體碳排放在繼連續(xù)三年(2014-2016)走穩(wěn)之后,并未如預(yù)期開始緩慢下降,相反相較2017年同期增加了1.6%。這說明通過能源技術(shù)和可再生能源來減少二氧化碳減排的任務(wù)仍然任重道遠(yuǎn)。國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)[3]顯示,2017年中國能源消費(fèi)增長3.1%,總量上達(dá)到了44900萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。連續(xù)17年成為全球能源消費(fèi)增量最大的國家。與世界能源消費(fèi)的增量部分比較,不難發(fā)現(xiàn),中國能源消費(fèi)占增長量的約三分之一。這主要是由于如鋼鐵行業(yè)、有色金屬冶煉等的能源消耗大戶回彈導(dǎo)致的。2017年,盡管消費(fèi)總量仍然在增長,但是增速已經(jīng)明顯放緩。

纖維素是由數(shù)千到數(shù)萬個D-葡萄糖聚合而成的一種高分子聚合物,主要存在于植物的細(xì)胞壁中。[9]每個葡萄糖分子之間通過β-1,4-糖苷鍵互相連接,分子式為(C6H10O5)n,聚合度一般為幾千或幾萬。一般條件下,纖維素在水和主要有機(jī)溶劑中的溶解性都很差,是一種無色無味的白色固體。其分子式如圖1-3所示。半纖維素與纖維素不同,它的結(jié)構(gòu)式無定形的。這主要是因?yàn)榘肜w維素是由多種不同類型的單糖組成的聚合物,往往具有非常豐富的支鏈結(jié)構(gòu),因而往往具有不同的化學(xué)結(jié)構(gòu)式。構(gòu)成半纖維素的結(jié)構(gòu)單元主要有五碳糖(木糖、阿拉伯糖等)和六碳糖(甘露糖和半乳糖等)。[10]實(shí)際木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)中的半纖維素主要是木聚糖類生物質(zhì)。


本文編號：3221537