隨著人類社會的發(fā)展,世界能源的消耗逐年提高。然而,化石能源的不可再生性及其使用給環(huán)境帶來的問題,使得開發(fā)可再生性和環(huán)境友好性的新型能源成為科研人員工作的重點之一。本項研究的核心在于研究高效的生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化技術(shù),并開發(fā)實用性生物質(zhì)能源工藝。本研究首先由木質(zhì)纖維素高效濕式脫氧降解技術(shù)展開。針對生物質(zhì)高壓水降解過程中,木質(zhì)纖維素濕式脫氧降解轉(zhuǎn)化率較低、渣產(chǎn)量較大、以及水的超臨界狀態(tài)需要較高的操作溫度和操作壓力等問題,本研究將互補溶劑概念引入生物質(zhì)濕式脫氧降解研究。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),采用典型互補溶劑1,4-二氧六環(huán)-水混合溶劑能夠降低稻草濕式脫氧降解渣相產(chǎn)物的產(chǎn)率。在1,4-二氧六環(huán)和水混合濕式脫氧降解體系中,水發(fā)揮著親核劑的作用。水會與稻草中原木素的一些活性中心發(fā)生反應(yīng),而1,4-二氧六環(huán)溶解纖維素和半纖維素,并注入生物質(zhì)組織內(nèi)部,與原木素結(jié)合。1,4-二氧六環(huán)將木質(zhì)素碎片由木質(zhì)纖維素組織溶入反應(yīng)試劑,并引發(fā)隨后的一系列降解反應(yīng)。在生物質(zhì)濕式脫氧降解轉(zhuǎn)化過程中,生物質(zhì)降解的中間產(chǎn)物和自由基等會發(fā)生一系列聚合和再聚合反應(yīng)。在較低的降解溫度下,反應(yīng)產(chǎn)物中以固相產(chǎn)物,即殘渣相居多。當濕式脫氧降解反應(yīng)溫... 

【文章來源】：湖南大學湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：174 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
圖表清單
第1章 緒論
    1.1 生物質(zhì)的定義和成分
        1.1.1 生物質(zhì)的定義
        1.1.2 生物質(zhì)成分
        1.1.3 生物質(zhì)的的特性
    1.2 生物質(zhì)能利用的意義和政策措施
    1.3 當前生物質(zhì)應(yīng)用的主要技術(shù)
        1.3.1 堆肥
        1.3.2 厭氧消化
        1.3.3 高溫熱解
        1.3.4 生物質(zhì)直接燃燒
        1.3.5 生物質(zhì)濕式脫氧降解
    1.4 生物質(zhì)干態(tài)及濕態(tài)降解技術(shù)的發(fā)展歷程
        1.4.1 濕態(tài)降解
        1.4.2 干式脫氧降解
    1.5 生物質(zhì)干態(tài)及濕態(tài)降解技術(shù)的關(guān)鍵影響因素
        1.5.1 干式脫氧降解
        1.5.2 濕式脫氧降解
    1.6 生物質(zhì)烘焙和顆粒成型技術(shù)研究進展
    1.7 流化床技術(shù)在生物質(zhì)能源化利用領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀
    1.8 本研究的目的、意義及主要內(nèi)容
        1.8.1 研究目的
        1.8.2 研究意義
        1.8.3 研究的主要內(nèi)容
第2章 木質(zhì)纖維素在亞/超臨界互補溶劑（1,4-二氧六環(huán)-水）中的降解行為研究
    2.1 引言
    2.2 試驗與分析
        2.2.1 試驗材料
        2.2.2 試驗操作流程
        2.2.3 反應(yīng)產(chǎn)物分離方法
        2.2.4 1,4-二氧六環(huán)-水混合溶劑臨界值的計算
        2.2.5 稻草超/亞臨界濕式脫氧降解產(chǎn)物的GC-MS分析方法
        2.2.6 稻草原料的組分分析方法
        2.2.7 稻草及超/亞臨界濕式脫氧降解產(chǎn)物（油相和重油相）元素分析方法
        2.2.8 稻草及油相重油相的傅立葉紅外光譜分析
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 溫度對稻草超/亞臨界濕式脫氧降解各相產(chǎn)物產(chǎn)率的影響
        2.3.2 停留時間對稻草超/亞臨界濕式脫氧降解各相產(chǎn)物產(chǎn)率的影響
        2.3.3 1,4-二氧六環(huán)-水混合比例對稻草超/亞臨界濕式脫氧降解產(chǎn)率的影響
        2.3.4 稻草在1,4-二氧六環(huán)-水混合溶劑中超/亞臨界濕式脫氧降解產(chǎn)物的紅外光譜分析
        2.3.5 稻草在1,4-二氧六環(huán)-水混合溶劑中超/亞臨界濕式脫氧降解產(chǎn)物的氣質(zhì)聯(lián)用分析（GC-MS）
    2.4 本章小結(jié)
第3章 木質(zhì)纖維素在亞/超臨界乙醇-水和亞/超臨界異丙醇-水溶液中的降解行為研究
    3.1 引言
    3.2 試驗與分析
        3.2.1 試驗材料
        3.2.2 反應(yīng)器
        3.2.3 試驗操作流程
        3.2.4 反應(yīng)產(chǎn)物分離方法
        3.2.5 混合溶劑臨界值的計算
        3.2.6 稻草超/亞臨界濕式脫氧降解產(chǎn)物的GC-MS分析方法
        3.2.7 稻草原料的組分分析方法
        3.2.8 稻草及超/亞臨界濕式脫氧降解產(chǎn)物元素分析方法
        3.2.9 稻草和渣相產(chǎn)物的電子掃描電鏡分析（SEM）
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 溫度對木質(zhì)纖維素降解行為的影響
        3.3.2 溶劑配比對木質(zhì)纖維素降解行為的影響
        3.3.3 GC-MS分析
    3.4 小結(jié)
第4章 污水廠污泥在亞/超臨界乙醇和丙酮溶劑中降解行為研究
    4.1 引言
    4.2 試驗與分析
        4.2.1 試驗材料
        4.2.2 反應(yīng)器
        4.2.3 試驗操作流程
        4.2.4 反應(yīng)產(chǎn)物分離方法
        4.2.5 污泥超/亞臨界濕式脫氧降解產(chǎn)物的GC-MS分析方法
        4.2.6 污泥及超/亞臨界濕式脫氧降解產(chǎn)物元素分析方法
        4.2.7 污泥濕式脫氧降解產(chǎn)物的黏度分析方法
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 溫度對污泥乙醇和丙酮溶劑濕式脫氧降解行為的影響
        4.3.2 醇溶劑/水比值對污泥濕式脫氧降解行為的影響
        4.3.3 溶劑填充率對污泥濕式脫氧降解行為的影響
        4.3.4 催化劑對污泥濕式脫氧降解行為的影響
        4.3.5 油相的元素分析
        4.3.6 油相的傅立葉紅外光譜（FTIR）和氣質(zhì)聯(lián)用（GC-MS）分析
        4.3.7 油相的金屬分析
    4.4 小結(jié)
第5章 生物質(zhì)在流化床中干式脫氧降解過程研究
    5.1 引言
    5.2 原料與操作
        5.2.1 原料
        5.2.2 烘焙反應(yīng)過程
        5.2.3 熱值分析
        5.2.4 堆積密度
        5.2.5 粒徑分布
        5.2.6 吸水性分析
    5.3 流化床分布板的設(shè)計
    5.4 冷態(tài)流化床與熱態(tài)流化床
        5.4.1 冷態(tài)流化床試驗
        5.4.2 木屑原料TGA分析
        5.4.3 流化床熱化學烘焙反應(yīng)
    5.5 結(jié)果與討論
        5.5.1 木屑失重
        5.5.2 烘焙木屑的熱值
        5.5.3 烘焙木屑的性質(zhì)
    5.6 小結(jié)
第6章 烘焙木屑的顆�；芯�
    6.1 引言
    6.2 儀器和操作方法
    6.3 分析方法
        6.3.1 吸水性分析
        6.3.2 強度分析
    6.4 結(jié)果與討論
        6.4.1 烘焙溫度和烘焙停留時間對顆粒壓制過程能量消耗的影響
        6.4.2 烘焙溫度和烘焙停留時間對顆粒推出過程能量消耗的影響
        6.4.3 顆粒吸水性
        6.4.4 顆粒強度分析
    6.5 小結(jié)
第7章 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 認識和展望
參考文獻
附錄A 攻讀學位期間論文發(fā)表情況
附錄B 攻讀學位期間參與的研究課題
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3025173