影响生物质成型燃料物理特性的预处理工艺研究

发布时间：2020-06-05 01:06

【摘要】：生物质成型燃料是目前技术相对比较成熟的生物质能利用方式，但由于目前制成的生物质燃料，其原料普遍存在着木质素含量高的特点，使得在成型过程中原料对机器的磨损较大，能耗偏高，从而影响生物质冷压成型时的成型能力和保型能力，影响生物质成型燃料的后续运输和使用，因此从环境保护及资源合理利用的角度出发，本文以玉米秸秆，中药残渣，废弃林业枝桠为原料，采用物理，化学的方法，对原料进行预处理，研究不同预处理方法对生物质成型燃料的物理特性的影响，为生物质成型燃料的进一步研究提供理论依据。 本文通过化学实验的方法，测得三种生物质原料主要成分的含量：纤维素、半纤维素、木质素分别为，玉米秸秆：32.62、22.8、14.72；中药残渣：27.48、21.44、20.14；枝桠：31.68、22.27、28.06。进而对三种生物质进行酸碱预处理，实验结果表明：三种生物质的纤维素含量都有明显的提高，而木质素的含量都有显著的下降趋势。玉米秸秆以NaoH浸泡24h、中药残渣以硫酸湿混72h、枝桠以NaoH浸泡24h效果最为显著。 为了确定酸碱预处理工艺，首先对原料酸碱预处理后挤压成型，利用正交实验的方法，以其成型燃料的物理特性(松弛密度、抗跌碎性和抗渗水性)为指标进行实验研究。研究得出三种生物质原料的正交实验较优工艺方案。 为了进一步确定酸碱预处理工艺，以上述实验结果为基础，利用单因素实验方法，最终确定三种生物质的最佳预处理工艺方案分别为：玉米秸秆NaoH浸泡24h后100℃加热25min；中药残渣硫酸湿混24h后90℃加热15min；枝桠NaoH浸泡24h后90℃加热15min。并且利用抗压强度的实验，对实验结果进行验证，实验得出的结论与单因素实验结果相吻合。
【图文】：

进行加热的情况下，木质类生物质就不容易成型，而纤维类生物质则较易成型。类生物质在低温下不易成型，但在温度较高或者进行加热的情况下，由于木质类含有大量的木质素，，木质素在高温条件下发生软化，从而发挥了起粘结作用，反成型，而对于纤维类生物质来说其内木质素的含量较少，粘结能力较弱，所以不，而且木质类生物质成型后得到的成型制品要比纤维类生物质成型后的成型制品牢固。由于与纤维素的微晶纤维的紧密连接，木质素是压缩成型过程中最大阻碍木质素的不利影响主要包括：“粘性”木质素非特异性的不易软化；需要在加才能减小其硬度，而本实验采用冷压成型以节省能耗，因此，去除木质素或者改结构是提高木质纤维素生物质压缩成型的关键性步骤。

图 2-2 玉米秸秆粉碎 图 2-3 中药残渣粉碎 图 2-4 枝桠粉碎Fig.2-2 Maize straw crushing Fig.2-3Traditional Chinese Fig.2-4 Branches smashingMedicine residuecrushing（2）仪器实验所需仪器见表 2-1表 2-1 实验仪器Table2-1 Experimental apparatus名称 仪器型号 生产厂家多功能轻便型粉碎机 LF-700 浙江省永康市璐枫贸易有限公司电热恒温鼓风干燥箱 KH-45A 上海精密实验设备有限公司电热恒温水浴锅 HWS-26 上海一恒有限公司高速离心机 H2518D 上海知信仪器有限公司紫外可见分光光度计 UV2600 上海舜宇恒平科学仪器有限公司电子分析天平 FA124 上海恒平电子天平有限公司水分分析仪 MB25 美国 OHAUS 奥豪斯有限公司
【学位授予单位】：黑龙江八一农垦大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK6

【参考文献】

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1 李思蓓;解玉红;罗晶;冯p

本文编号：2697255