农林废弃物热溶萃取提质机理及其产物高效利用研究

发布时间：2021-02-21 19:48

　　生物质是重要的可再生能源资源,其开发和利用对于缓解能源短缺和环境污染等问题具有重要意义。但生物质原料的低品位能源特性如高氧含量、高水含量、低能量密度、高碱金属含量、易吸水和易自燃等,制约了生物质能利用技术的发展和商业化应用。因而预先对生物质进行脱氧提质,然后再进行提质产物的高值化应用是生物质高效利用的有效途径。不同于传统的生物质脱氧提质技术（如烘焙和水热碳化）,生物质热溶萃取脱氧提质技术可同时实现生物质的深度脱氧和脱灰,所得产物具备高碳含量、低氧含量、无水无灰以及独特的热塑性等优异特性,使得该技术具有广阔的应用前景。目前关于生物质热溶萃取提质技术的研究尚处于初始阶段,技术工艺中的诸多关键问题还不明晰。为促进生物质热溶萃取提质技术的发展和工业化应用,本文从生物质热溶萃取提质技术中的三个重要环节（萃取产物的制备、萃取产物储存或运输和萃取产物的高值化利用方法）出发展开研究,涉及到的关键科学和工艺问题主要有:（1）生物质热溶萃取过程的化学转化机理、详细的反应动力学分析和定量描述;（2）生物质萃取产物在储存或运输过程中的吸水性和自燃倾向;（3）基于萃取产物独特优越的理化性质,萃取产物的高值化利用... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：145 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

生物质热溶萃取实验装置图

渣（Residue）留在反应器中，从而实现了萃取物和萃取残渣的原收罐分别用风冷和循环冷却水快速冷却至室温。冷却后接收罐中一体析出，称之为高分子量萃取物（Deposit），通过抽滤直接获得。下仍然溶于溶剂的萃取物，称之为低分子量萃取物（Soluble），采在 120oC 的条件下除去溶剂并获得固体的低分子量萃取物（Solub萃取残渣（Residue）、高分子量萃取物（Deposit）和低分子量萃取物（箱中150oC 条件下进一步干燥 5 小时以上以除去它们中的残留溶萃取过程中产生的水和少部分的碳氢化合物称为液体产物（Liquis）用气袋收集并且由气相色谱仪（Micro GC 3000，Agilent）进行e、Deposit 和 Soluble 的收率（干燥无灰基，daf）通过直接称量它公式（2-1）计算得到。液体产物（Liquid）的收率经差减获得。每至少三次，并且实验的误差均在 5%之内。具体的生物质热溶萃取如图 2-2 所示。

中 科 技 大 学 博 士 学 位 论 文子有机物发生轻微的缩合反应引起的。大约 8.80%左右的主要形成 CO2，气体产物 Gas 中的碳分布不随停留时间的物质原料 SD 中超过 73.10%的氧转移到液体产物 Liquid 中 CO2。而且，延长停留时间能够促进氧的脱除和氧向液体产的加强应主要归因于 Deposit 中氧的脱除，因为如图 2-5 和氧含量和氧分布均随着停留时间的增加而降低。

【参考文献】：
期刊论文
[1]纤维素焦低温氧化过程中表面官能团的演变及K的影响[J]. 樊双,盛昌栋.  燃烧科学与技术. 2017(02)
[2]以低阶煤及生物质热溶萃取物为前驱体制备炭纤维（英文）[J]. 李显,朱贤青,Kenshiro Okuda,张宗,Ryuichi Ashida,姚洪,Kouichi Miura.  新型炭材料. 2017(01)
[3]褐煤自燃倾向测定及其低温氧化反应过程研究[J]. 玄伟伟,王倩,张建胜.  煤炭学报. 2016(10)
[4]稻杆的热溶剂提质及多级分离[J]. 朱贤青,张宗,周岐雄,蔡颋,乔恩,李显,姚洪.  燃料化学学报. 2015(04)
[5]双电层电容器用新型无灰煤（HyperCoal）基活性炭的制备[J]. 黄珊珊,赵小燕,谢凤梅,曹景沛,魏贤勇,宝田恭之.  燃料化学学报. 2014(05)
[6]烘培对典型农业秸秆吸水性能的影响[J]. 郝宏蒙,杨海平,刘汝杰,陈应泉,李攀,陈汉平.  中国电机工程学报. 2013(08)
[7]几种生物质的TG-DTG分析及其燃烧动力学特性研究[J]. 梁爱云,惠世恩,徐通模,赵钦新,周屈兰,谭厚章,孙鹏.  可再生能源. 2008(04)

博士论文
[1]木质生物质水热资源化利用过程机理研究[D]. 肖领平.北京林业大学 2014
[2]干燥和烘焙预处理制备高品质生物质原料的基础研究[D]. 陈登宇.中国科学技术大学 2013
[3]生物质热解气化气相产物释放特性和焦结构演化行为研究[D]. 付鹏.华中科技大学 2010



本文编号：3044832