木化生物质的加氢液化

发布时间：2020-05-22 12:22

【摘要】： 面对能源和环境的双重压力,开发洁净的可再生能源已经成为当今世界的紧迫课题。生物质能具有量大、分布广、易获得、易储存、环保等优势,因而生物质能源转化技术成为各国研究的热点。本文就木化生物质加氢液化进行了相关研究。本实验选用具有代表性的的农林废弃物玉米秸秆和竹子为原料,以水作为溶剂,氢氧化钠做催化剂,通过氢气提供高压氛围,在一定温度下实现木化生物质液化,制取生物质油。通过考察反应温度、压力、时间、溶剂以及催化剂种类、用量等因素对液化率和生物质油产率及其产品性能的影响,寻找最佳的液化工艺条件,然后利用多种检测手段对液化产物进行检测分析,包括热值分析、红外色谱、扫描电镜、凝胶渗透色谱和气相色谱质谱联用,综合考察产物的物化性质和液化反应历程,为木化生物质加氢液化和产物利用提供实验室依据,丰富其理论体系。通过大量实验,得出以玉米秸秆和竹子为原料的木化生物质加氢液化的最佳反应条件为:原料与溶剂质量比在1/10~1/6之间,反应温度210~240℃;氢气初始压力7~8MPa;反应停留时间20~30min;氢氧化钠用量为原料绝干质量的10~15%。在此条件下,木化生物质的液化率达到90%,生物质油产率达到50%。所得生物质油为黑褐色沥青状液体,高位热值为30MJ/kg,比原料热值提高了66%~68%。对生物质油的GC-MS分析结果显示,生物质油成分复杂,多达几十种,以有机酸、酮和酚类物质居多,含氧量高。加氢液化后得到的生物质油要在实际中得以应用,还需进一步分离和提纯。
【图文】：

自然界,生物质,光合作用

本概念通过光合作用利用太阳能将水和二氧化碳转化为有机物质的质。因此，生物质都直接或间接来自于植物。从广义上讲，物、植物和微生物以及由这些有生命物质派生、排泄和代谢的生物质主要是指由光合作用产生的各种植物物质，包括各蔗渣等农业废弃物和锯末、废木材、枝丫、藤条、灌木等森质能是以生物质为载体的能量，是绿色植物通过叶绿素将太而储存在生物质内部的能量形式，即生物质能来源于植物的过程如下:6CO2+ 6H2O → 6O2+ C6H12O6+1840 kJ/mol上的绿色植物、藻类和光合细菌，通过光合作用贮存化学能约有 2000 亿吨的碳被转变为碳水化合物。作为一种可再生资较短的时间周期内重新生成，而全世界每年生成的生物质总。

结构式,聚合度,纤维素

表 2-1 三类主要生物质原料的成分比较Table2-1 Components of Three Main Biomass成分软木（%）硬木（%）禾本科（%）纤维素 35~40 45~50 30~50半纤维素 25~30 20~25 10~40木素 27~30 20~25 5~20 纤维素维素是世界最丰富的可再生资源，，一般占植物生物质的 40～45% β、D—葡萄糖基通过 l，4—苷键联结而成的线状高分子化合物，的均一聚糖，分子式为（C6H10O5）n。纤维素分子中的 β、D 一葡为纤维素分子的聚合度(DP)。天然存在的纤维素分子的聚合度都的。例如，棉花纤维初生壁的聚合度为 2000～6000，次生壁的聚与木材类、麻类的纤维的聚合度相似)，草类纤维的聚合度稍低些。素的结构模型：
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TK6

【参考文献】