生物質(zhì)熱解是熱化學(xué)轉(zhuǎn)化中最高效和最有潛力的轉(zhuǎn)化方式,然而通過(guò)熱解生成的生物油的成分復(fù)雜,并且含氧量高,含水量高等一系列缺點(diǎn)。另外,生物炭作為熱解產(chǎn)物另一主要產(chǎn)物,有著制備成為活性炭,吸附劑和超級(jí)電容器的發(fā)展?jié)摿?其生物炭結(jié)構(gòu)與性能有著直接關(guān)系。為了提高生物油中的目標(biāo)化合物的含量,對(duì)生物炭的結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控,可以通過(guò)改變生物質(zhì)的熱解條件來(lái)促進(jìn)或者抑制某些反應(yīng)途徑來(lái)加以控制。本文中選用了兩種較為典型的生物質(zhì)原料（草藥和楊木）來(lái)進(jìn)行熱解實(shí)驗(yàn)。首先是研究萃取預(yù)處理對(duì)草藥原料熱解性能的影響,將萃取的草藥殘?jiān)ㄒ环N農(nóng)業(yè)廢料）熱解以生產(chǎn)增值產(chǎn)品。用乙醇萃取毛蒿（一種中草藥）得到草藥廢料。草藥殘留物和草藥原料在不同的熱解溫度下被熱解。通過(guò)一系列表征研究生物油的組成和生物炭產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)。結(jié)果顯示用乙醇萃取草藥會(huì)影響生物油產(chǎn)量和生物炭的組成和性質(zhì)。草藥的萃取也以不同的方式影響纖維素,半纖維素或木質(zhì)素的熱解。促進(jìn)了由木質(zhì)素形成具有單環(huán)或稠環(huán)結(jié)構(gòu)的酚類,同時(shí)抑制了由纖維素或半纖維素形成的衍生物。熱解過(guò)程中含羰基有機(jī)物的釋放也受到草藥萃取的影響。至于炭,在萃取的草藥的熱解生成的生物炭中保留了更多的羰基。然而,由于萃取... 

【文章來(lái)源】：濟(jì)南大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：125 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

淀粉、油脂和木制纖維素的組成[12]

不同催化劑和反應(yīng)條件對(duì)生物質(zhì)熱解的影響4圖1.2纖維素，木質(zhì)素和半纖維素的結(jié)構(gòu)組成[13]1.2生物質(zhì)的熱解技術(shù)1.2.1生物質(zhì)熱解概念在各類化石能源日益枯竭的今天，生物質(zhì)的開(kāi)發(fā)顯得尤為重要。但是，大多數(shù)的生物質(zhì)主要靠燃燒來(lái)釋放化學(xué)能，這不僅浪費(fèi)資源，還會(huì)加重環(huán)境的污染。為了緩解能源與環(huán)境壓力，并且提高生物質(zhì)的資源的利用效率，需要開(kāi)發(fā)一種有效轉(zhuǎn)化生物質(zhì)的技術(shù)。因?yàn)樯镔|(zhì)種類的多樣性造就了生物質(zhì)轉(zhuǎn)化技術(shù)的多樣性，并且根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的需要，利用不同的生物質(zhì)轉(zhuǎn)化技術(shù)得到的產(chǎn)物也不同。生物質(zhì)轉(zhuǎn)化技術(shù)大體上可以分為四大類，分別是直接燃燒技術(shù)，熱化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)，生物轉(zhuǎn)化技術(shù)、植物油技術(shù)，見(jiàn)圖1.3[17,18]。其中，熱化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)除了能提高熱能之外，還能以工業(yè)化的方式生產(chǎn)出具有高品質(zhì)，易運(yùn)輸，熱值高的固體燃料、液體燃料或氣體燃料，以及一系列的精細(xì)化學(xué)品。因此生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?

濟(jì)南大學(xué)碩士學(xué)位論文5圖1.3生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化技術(shù)[17]生物質(zhì)熱解是在熱化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)中最高效和最有潛力的轉(zhuǎn)化方式。熱解是在缺氧或有限供氧的環(huán)境下，生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為固體炭、合成氣和液體產(chǎn)物的過(guò)程。根據(jù)升溫速率以及反應(yīng)溫度的作用。熱解又可以分為慢速熱解、快速熱解和高溫?zé)峤�。慢速熱解是為了制備生物炭，在較低的溫度和反應(yīng)速率下反應(yīng)，并且反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)。而對(duì)于快速熱解，則是在高速的升溫速率下，在中等反應(yīng)溫度下進(jìn)行的熱裂解，產(chǎn)物主要是生物油。而高溫?zé)峤獾臈l件是高溫和快的升溫速率，產(chǎn)物以合成氣為主，見(jiàn)圖1.4[2,3]。1.2.2生物質(zhì)熱解過(guò)程生物質(zhì)熱解過(guò)程是一個(gè)大分子鏈斷裂成小分子的過(guò)程。首先，生物質(zhì)受熱升溫，熱能在生物質(zhì)顆粒以及內(nèi)部之間傳遞，生物質(zhì)中的水分開(kāi)始蒸發(fā)。隨著生物質(zhì)的溫度開(kāi)始升高，顆粒內(nèi)部發(fā)生一次裂解反應(yīng)，由有機(jī)物組成的揮發(fā)份開(kāi)始從顆粒內(nèi)析出，有焦炭生成，熱解反應(yīng)開(kāi)始。當(dāng)一次揮發(fā)分離開(kāi)顆粒時(shí)，如果溫度足夠高，部分組分會(huì)發(fā)生第二次熱解。揮發(fā)產(chǎn)物中可以冷凝的部分在經(jīng)過(guò)快速冷凝后能形成液體產(chǎn)物，不可冷凝部分則為氣體產(chǎn)物，剩余的部分作為焦炭被保留了下來(lái)，見(jiàn)圖1.4[19,20]。


本文編號(hào)：3304975