生物質(zhì)能是目前唯一可以直接轉(zhuǎn)換為含碳液體燃料的可再生能源,我國有著巨大的生物質(zhì)能儲(chǔ)量,發(fā)展?jié)摿薮?但當(dāng)前的利用率仍然很低。因此,實(shí)現(xiàn)將生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)為高品位液體燃料,部分替代傳統(tǒng)化石燃料具有重大意義。而解決如何實(shí)現(xiàn)這一過程是當(dāng)前研究的核心。從機(jī)理上對整個(gè)生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化過程進(jìn)行明晰,對于解決“高品位轉(zhuǎn)化”這一科學(xué)難題具有重要且積極的作用。本文即以解析這一基礎(chǔ)性難題,從基礎(chǔ)研究出發(fā),開展研究。首先,通過新型檢測技術(shù)——電子順磁共振技術(shù)（EPR）,結(jié)合現(xiàn)有的其他檢測手段,對于木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)三大組分之一的木質(zhì)素進(jìn)行熱解機(jī)理的研究。分別采用原位檢測技術(shù)和冷阱-捕獲技術(shù)對于木質(zhì)素的模型化合物的熱解反應(yīng)中間產(chǎn)物進(jìn)行檢測與捕集。并最終檢測到了在熱解過程中發(fā)揮巨大作用的自由基。隨后,利用實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)合密度泛函理論,明確了木質(zhì)素中G型木質(zhì)素單體在熱解中的反應(yīng)機(jī)理,并確定了幾條反應(yīng)路徑。之后,利用這一理論指導(dǎo),對堿木質(zhì)素這一木質(zhì)素模型化合物進(jìn)行了催化熱解的研究,同樣確定了具體的反應(yīng)規(guī)律,并通過理論支持實(shí)現(xiàn)定向調(diào)控。最后,對于同為生物質(zhì)三大組分之一的半纖維素的模型化合物進(jìn)行了催化熱解的研究,明確了不同反... 

【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

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【學(xué)位級別】：博士

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BP2019年統(tǒng)計(jì)年鑒全球一次能源消費(fèi)量

浙江大學(xué)博士論文緒論2增量2600萬噸。而根據(jù)中國統(tǒng)計(jì)年鑒2019顯示[2]，我國2018年能源消費(fèi)達(dá)到464000萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，同比增長了3.45%與2017年3.1%的增長量相比又有了一定的提高，雖然煤炭在2018年的能源消費(fèi)總占比中的比重同比下降了1.4%但是不可否認(rèn)，煤炭仍然是占我國能源消費(fèi)的主導(dǎo)部分，高達(dá)59.0%，這與我國“富煤，貧油，少氣”的資源特點(diǎn)是分不開的。相比之下，值得注意的是，2012年以來，我國的石油，天然氣和一次電力及其他能源的消費(fèi)，一直保持著增長的態(tài)勢，于2018年分別達(dá)到了18.9%、7.8%和14.3%，這說明了我國正在逐步推進(jìn)能源利用的轉(zhuǎn)型。表1.1中國統(tǒng)計(jì)年鑒2019能源消費(fèi)總量及構(gòu)成年份能源消費(fèi)總量（萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤）占能源消費(fèi)總量的占比（%）煤炭石油天然氣一次電力及其他能源201240213868.517.04.89.7201341691367.417.15.310.2201442580665.617.45.711.3圖1.2BP2019年統(tǒng)計(jì)年鑒全球一次能源消費(fèi)增長量

浙江大學(xué)博士論文緒論6而木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的半纖維素部分是一種無定形聚合物，通常由五個(gè)不同的糖單體，D-木糖，L-阿拉伯糖，D-半乳糖，D-葡萄糖和D-甘露糖組成（圖1.5），其中木糖含量最高[11-13]。半纖維素與木質(zhì)素結(jié)合，并且纖維素鏈與半纖維素交織。通常，優(yōu)選在預(yù)處理期間除去生物質(zhì)的半纖維素部分，以使得隨后的水解步驟從纖維素中回收葡萄糖更有效。理想情況下，預(yù)處理過程可保存從半纖維素獲得的木糖。圖1.4纖維素單體結(jié)構(gòu)圖1.3生物質(zhì)的三大組分：纖維素、半纖維素和木質(zhì)素

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]熱化學(xué)預(yù)處理玉米秸稈厭氧消化產(chǎn)氣特性研究[J]. 王芳,牛衛(wèi)生,羅冰,王祥,易維明.  太陽能學(xué)報(bào). 2015(08)
[2]離子交換樹脂催化酯化生物油的試驗(yàn)研究[J]. 王錦江,常杰,范娟.  燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2010(05)
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[5]生物質(zhì)快速熱裂解制取生物油技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 劉榮厚.  沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2007(01)
[6]生物質(zhì)熱解制燃料油及化學(xué)品的工藝技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 楊昌炎,魯長波,呂雪松,姚建中,林偉剛.  現(xiàn)代化工. 2006(04)
[7]生物質(zhì)的多組分熱裂解動(dòng)力學(xué)模型[J]. 文麗華,王樹榮,駱仲泱,王琦,施海云,方夢祥,岑可法.  浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2005(02)
[8]生物質(zhì)廢棄物在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)熱解研究——Ⅰ.熱解條件對熱解產(chǎn)物分布的影響[J]. 李水清,李愛民,嚴(yán)建華,任遠(yuǎn),李曉東,李潤東,池涌,岑可法.  太陽能學(xué)報(bào). 2000(04)
[9]生物質(zhì)固定床熱解特性的試驗(yàn)研究與分析[J]. 陳冠益,方夢祥,駱仲泱,余春江,沈洛嬋,郭新生,倪明江,岑可法.  太陽能學(xué)報(bào). 1999(02)

博士論文
[1]生物質(zhì)選擇性熱解液化的研究[D]. 陸強(qiáng).中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
[2]生物質(zhì)在流化床中熱解過程的動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬[D]. 王益群.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2008

碩士論文
[1]生物質(zhì)流化床氣化中焦油催化裂解研究[D]. 呂博.上海交通大學(xué) 2014



本文編號：3392985