隨著能源形勢(shì)日益嚴(yán)峻,環(huán)境污染問題日趨嚴(yán)重,合理開發(fā)和利用新型可再生的潔凈能源已成為當(dāng)前緊迫的研究課題。生物質(zhì)能作為唯一可儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)目稍偕茉?其高效轉(zhuǎn)換和潔凈利用日益受到全世界的關(guān)注。生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)其能量轉(zhuǎn)換的最有效途徑,尤其是將其轉(zhuǎn)化為氣體燃料或氣化發(fā)電。而限制其氣化應(yīng)用的瓶頸和主要障礙是氣體中焦油的存在,催化熱解氣化被認(rèn)為是去除焦油和提高氣化效率最有效的方法。本文依托華中科技大學(xué)環(huán)境學(xué)院和新加坡南洋理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程研究院國(guó)際交流合作項(xiàng)目,對(duì)生物質(zhì)（油棕廢棄物和鋸屑）的催化熱解和氣化技術(shù)展開了系統(tǒng)的研究,主要研究?jī)?nèi)容及成果如下:鋸屑和油棕廢棄物分別是木材加工業(yè)和東南亞油棕種植地區(qū)的主要固體廢棄物。在實(shí)際應(yīng)用和實(shí)驗(yàn)室研究中,必需預(yù)先經(jīng)過干燥、破碎和篩分,得到不同粒徑范圍的實(shí)驗(yàn)原料。其理化特性分析顯示:油棕廢棄物和鋸屑都含有較高的揮發(fā)份,相對(duì)較低的固定碳含量;它們的低位熱值約為20MJ/kg,與煙煤和褐煤的熱值相當(dāng)。同時(shí),原料中有害元素N和S含量極低,灰分含量小于5%,所以油棕廢棄物和鋸屑都是環(huán)境友好的生物質(zhì)資源。催化劑的研制是本課題的重要工作之一。本文開發(fā)和制備了負(fù)載... 

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

【文章頁(yè)數(shù)】：234 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

世界能源發(fā)展趨勢(shì)圖

纖維素、半纖維素和木質(zhì)素緊密地結(jié)合成一個(gè)有機(jī)整體。木本類植物生長(zhǎng)得，具有密集的纖維結(jié)構(gòu)，含有較高的木質(zhì)素；而草本植物一般為一年生，纖維比較相應(yīng)木質(zhì)素的含量比較低，相反纖維素的含量卻比較高。不同的生物質(zhì)組成不同，和木質(zhì)素的相對(duì)比率是確定生物質(zhì)類型和選擇生物質(zhì)處理方式的一個(gè)因素。1. 纖維素纖維素是生物質(zhì)結(jié)構(gòu)中最豐富的一種有機(jī)組分，占 40-50%。它是一種葡萄糖，是由脫水 D-吡喃式葡萄糖基(C6H10O6)通過相鄰糖單元的 1 位和 4 位之間的連接而成的一個(gè)線性高分子聚合物 ((1,4)-D-glucopyranose)，如圖 1-2 所示。當(dāng)水解時(shí)分解為葡萄糖。纖維素的經(jīng)驗(yàn)分子式為(C6H10O5)n，n 是聚合度，一般在00 以上，其平均分子量約為 100,000。纖維素主要以水晶結(jié)構(gòu)存在，此種結(jié)構(gòu)賦纖維素較強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度，因而成為構(gòu)成分子壁的基本成分；同時(shí)它也是構(gòu)成許產(chǎn)品(如：紙、膠卷、光纖、添加劑等)的基本要素。其結(jié)構(gòu)中 C-O-C 鍵比 C-C易斷開而使纖維素分子發(fā)生降解。纖維素的高位發(fā)熱量(HHV，干燥基)會(huì)因?yàn)榈牟煌屑?xì)微的差別，如棉毛纖維為 17.43MJ/kg, 木漿纖維的為 17.46MJ/kg[9]

如 D-木糖(D-xvlosc)，L-阿拉伯糖(L-arabinose)，D-甘露糖(D-mannoD- 葡 萄 糖 (D-glucose) ， D- 半 乳 糖 (D-galactose) ， 4-O- 甲 基 -D- 葡 萄 糖 醛(4-O-methyl-D-glucuronic acid)，D-半乳糖醛酸(D-galacturonic acid)，D-葡萄糖(D-glucuronic acid)，及少量 L-鼠李糖(Lrhamnose)和 L-巖藻糖(L-fucose)等等。維素的化學(xué)分子式為(C5H8O4)n，其聚合度比較低，約為 150-200，平均分子量一于 30,000。半纖維素與纖維素不同，其結(jié)構(gòu)為雜亂的支鏈多聚糖，結(jié)構(gòu)無定性，于堿性溶液，易水解，熱穩(wěn)定性比纖維素差，熱解容易。構(gòu)成半纖維素的糖大概為戊糖和已糖，其中硬木質(zhì)生物質(zhì)中戊糖占主要成分，而軟木質(zhì)生物質(zhì)中已糖為成分。半纖維素易溶于堿性溶液，約占生物質(zhì)化學(xué)組成的 20-40%。通常根據(jù)聚主鏈的組成，將半纖維素大致分為三類：①聚木糖類半纖維素；②聚葡萄糖-甘類半纖維素；③其它類型纖維素。在生物質(zhì)能的轉(zhuǎn)化利用研究中，木聚糖往往代纖維素[11-14]。木聚糖是木糖 C5H8O4的聚合體，是生物質(zhì)半纖維素的一種主要組可以水解成木糖，木糖在半纖維素中是最主要的成分。木聚糖的高位發(fā)熱量17.75MJ/kg[9].

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]生物質(zhì)催化氣化制氫催化劑研究進(jìn)展[J]. 胡冠,徐紹平,劉淑琴.  林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè). 2005(S1)
[2]氣化過程中焦油催化裂解的影響因素研究[J]. 周志軍,賴開忠,周俊虎,劉建忠,岑可法.  熱力發(fā)電. 2005(11)
[3]赤泥粉煤灰免燒免蒸磚的原料與制備[J]. 王梅,楊家寬,侯健.  礦產(chǎn)綜合利用. 2005(04)
[4]鑄造舊砂制備免燒磚及經(jīng)濟(jì)性分析[J]. 楊家寬,王梅,齊建召,肖波.  環(huán)境工程. 2005(03)
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[6]發(fā)展生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)潛力無限[J]. 石元春.  安徽科技. 2005(05)
[7]一種新的生物質(zhì)氣發(fā)電裝置——固體氧化物燃料電池[J]. 尹艷紅,朱威,夏長(zhǎng)榮,孟廣耀,郭慶祥.  可再生能源. 2004(03)
[8]生物質(zhì)氣化焦油催化裂解特性[J]. 王鐵軍,常杰,吳創(chuàng)之,陳勇.  太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2003(03)
[9]生物質(zhì)焦油的催化裂解研究[J]. 周勁松,王鐵柱,駱仲泱,張曉東,王樹榮,岑可法.  燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2003(02)
[10]均勻沉淀法制備納米氧化物研究進(jìn)展[J]. 張明月,廖列文.  化工裝備技術(shù). 2002(04)

博士論文
[1]油棕廢棄物熱解的實(shí)驗(yàn)及機(jī)理研究[D]. 楊海平.華中科技大學(xué) 2005
[2]生物質(zhì)催化裂解氣化研究[D]. 宋曉銳.華南理工大學(xué) 1999

碩士論文
[1]生物質(zhì)在落下床中熱解和氣化制富氫氣體[D]. 朱慧.大連理工大學(xué) 2005
[2]生物質(zhì)焦油催化裂解試驗(yàn)研究[D]. 王鐵柱.浙江大學(xué) 2003



本文編號(hào)：3597450