發(fā)布時(shí)間：2017-12-24 19:06

  本文關(guān)鍵詞：固體酸堿催化劑的改性及其催化裂解液化生物質(zhì)（棉桿、馬尾藻）的研究　出處：《聊城大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 生物質(zhì) 棉桿 馬尾藻 棉桿木質(zhì)素 微波 裂解 液化 水熱液化 生物油 固體酸 固體堿

【摘要】：能源是人類社會生存與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ),隨著世界各國不斷追求經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展,其對能源的消耗需求與日俱增,然而目前世界各國對能源的獲取主要來自化石燃料,這也使得有限的化石資源急劇減少,能源壓力日益凸顯,在高速發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)對化石資源的保護(hù)也變得尤為重要。因此尋求一種新的安全清潔的可持續(xù)發(fā)展的能源體系成為世界各國科學(xué)家關(guān)注的重要課題。作為一種最具有產(chǎn)業(yè)化和規(guī)�；瘧�(yīng)用前景的可再生的生物質(zhì)能源,它是綠色植物通過光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而貯存在生物質(zhì)內(nèi)的能量。生物質(zhì)在自然界中的儲存量極為豐富,其通常包括農(nóng)作物,農(nóng)作物廢棄秸稈,森林工業(yè)廢棄物,水生植物等等。長久以來生物質(zhì)被直接燃燒使用以獲取能量,不僅造成大量的浪費(fèi)更對環(huán)境帶來嚴(yán)重的污染。因此,通過裂解、液化等化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)使之變?yōu)樯锶剂匣蛘吒咂分祷瘜W(xué)品這一研究引起相關(guān)科學(xué)家的重視。作為快速裂解技術(shù)中的微波輔助裂解技術(shù)、微波輔助催化液化技術(shù)、高壓液化技術(shù),近年來在生物質(zhì)裂解應(yīng)用方面取得了相當(dāng)快的進(jìn)展。本文以棉花秸稈、馬尾藻等生物質(zhì)作為原料,分別研究了微波裂解技術(shù)、微波輔助液化技術(shù)、以及高壓水熱液化技術(shù)對于生物質(zhì)的轉(zhuǎn)化工藝,以及生物油的主要成分、特點(diǎn)、性能。1.以棉花秸稈為原料,利用微波輔助裂解技術(shù)將棉花秸稈轉(zhuǎn)化為生物油,研究其裂解工藝。利用單因素實(shí)驗(yàn)法和響應(yīng)面分析法,研究了微波輔助裂解棉桿的最佳工藝條件。研究結(jié)果表明,該裂解過程最佳工藝條件為微波功率1800W、反應(yīng)時(shí)間24min和反應(yīng)溫度550℃。在此條件下,微波輔助裂解棉花秸稈的生物油產(chǎn)率最高達(dá)到32.47%,熱值15.47MJ/Kg。GC-MS數(shù)據(jù)分析顯示該生物油成分中含有大量的長鏈羧酸酯及含酚類芳香化合物。2.以棉花秸稈為原料,以固體酸HZSM-5分子篩和改性HZSM-5分子篩作為催化劑,研究了微波輔助催化液化棉花秸稈制取生物油工藝。文中分子篩催化劑的使用代替了過去生物質(zhì)液化反應(yīng)中傳統(tǒng)的強(qiáng)腐蝕性酸堿催化劑。研究發(fā)現(xiàn),在棉桿的微波輔助催化液化反應(yīng)中,芳香化學(xué)品的產(chǎn)量由傳統(tǒng)加熱棉桿時(shí)的8.4%增加到14.0%,0.02-Fe-HZSM-5作為催化劑時(shí)其棉桿的液化率較HZSM-5作為催化劑時(shí)提高了19.7%。3.以海洋植物馬尾藻為原料,以改性固體酸HY分子篩作為催化劑,研究了馬尾藻的微波輔助液化工藝。以不同濃度的硝酸鐵溶液通過等體積浸漬法對HY分子篩催化劑進(jìn)行改性,在馬尾藻液化工藝研究中發(fā)現(xiàn),改性HY分子篩酸性位點(diǎn)較原始HY分子篩明顯增加。改性HY分子篩作為催化劑時(shí)馬尾藻的液化產(chǎn)率較未改性HY分子篩作為催化劑時(shí)提高了15.2%,同時(shí)改性HY分子篩的存在減少了液化油中的含氧化合物。4.木質(zhì)素是棉桿生物質(zhì)的主要成分之一,是由大量含苯環(huán)結(jié)構(gòu)單體組成的一種天然高分子聚合物,其性質(zhì)穩(wěn)定難以降解液化。本文采用高壓水熱液化技術(shù),以固體堿水滑石為催化劑,研究棉桿木質(zhì)素液化制取化學(xué)品。研究發(fā)現(xiàn),固體堿水滑石催化劑能有效的促進(jìn)了棉桿木質(zhì)素中β-O-4鍵的斷裂,在5%-Ni/HTCs改性水滑石催化下棉桿木質(zhì)素的液化產(chǎn)率達(dá)到87.93%,GC-MS數(shù)據(jù)分析顯示液化產(chǎn)物中成分絕大多數(shù)是芳香化合物,其中2-甲氧基苯酚以及2-甲氧基苯酚衍生物含量高達(dá)47.74%。
【學(xué)位授予單位】：聊城大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O643.36

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 杜海鳳;閆超;;生物質(zhì)轉(zhuǎn)化利用技術(shù)的研究進(jìn)展[J];能源化工;2016年02期

2 歐陽新平;黃相振;邱學(xué)青;;麥草堿木質(zhì)素的微波輔助液化降解[J];燃料化學(xué)學(xué)報(bào);2014年10期

3 朱顯超;李改云;秦特夫;;生物質(zhì)微波輔助液化主要影響因素的研究現(xiàn)狀[J];南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年01期

4 廖政達(dá);藍(lán)峻峰;阮俊榕;李曉丹;;微波預(yù)處理甘蔗渣乙二醇液化工藝的優(yōu)化[J];湖北農(nóng)業(yè)科學(xué);2013年07期

5 王寧;田春蓉;林曉艷;王建華;;水稻秸稈的微波液化研究[J];生物質(zhì)化學(xué)工程;2013年01期

6 王質(zhì)斌;王宇迪;賴志彬;王靜;李麒龍;沈英;Roger Ruan;林向陽;;響應(yīng)面法優(yōu)化稻殼微波裂解工藝研究[J];可再生能源;2012年11期

7 王艷艷;王團(tuán)結(jié);丁琳琳;;響應(yīng)面分析法優(yōu)化當(dāng)歸多糖提取工藝[J];食品科學(xué);2012年10期

8 楊素文;羊億;陳建山;鄧鑫;吳志平;張靖;;棉桿生物質(zhì)真空熱解液化制備生物油的研究[J];中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào);2012年01期

9 閆彩輝;趙煒;劉丹;吳曉娜;楊華美;趙婧;陶鑫;盛晨;;微波輔助下熱解麥稈制取生物油的分析[J];化工進(jìn)展;2012年01期

10 徐金龍;張紅梅;徐秀泉;;響應(yīng)面分析法優(yōu)化牡丹皮中總黃酮的提取工藝[J];中國藥房;2011年27期

，

本文編號：1329581