生物质资源—稻壳的开发利用研究

发布时间：2020-08-25 01:17

【摘要】：面对当今日益严峻的石油资源枯竭以及传统石油燃料所带来严重的环境恶化,各国都在积极寻找能够替代石油资源,同时不会造成环境污染又可持续利用的新型能源。生物质资源就是我们要找的,它即具备传统石油资源的性能,又能减少CO2排放,同时又是一种可再生资源。因此,我们要充分利用自己的生物质资源储备优势,积极探索出一条绿色、经济的生物质资源开发利用途径。我国生物质资源种类繁多,储量丰富,而我国又是能源消耗大国,因而,我们急需开发新型替代能源并且具备就地开发利用的优势。我国是水稻生产大国,大米生产过程中的副产品稻壳量尤为丰富,本文从充分合理开发利用稻壳这一生物质资源为出发点,积极探索出一条经济、低碳可持续能源应用途径。首先,本文利用不同的酸性、碱性以及中性化合物作为稻壳裂解过程中的活化剂,研究不同物质处理后的稻壳裂解生物油成分。GC-MS结果表明,经过盐酸处理后稻壳裂解生物油成分主要为糠醛及少量邻甲氧基苯酚;而用含Fe的FeC13、FeS04处理后稻壳裂解油成分较为单一,只有糠醛及非常少量的其他物质。在碱性化合物NaOH作用下裂解油成分主要为苯酚、邻甲氧基苯酚;NaCO3、NaHC03作用下裂解油成分为苯酚、邻甲氧基苯酚及少量其他化合物。而在中性化合物NaF、NaC1、NaBr作用下生物油成分差别比较大,NaF作用下的裂解油成分主要有MDI及少量的邻甲氧基苯酚、苯酚,而NaC1、NaBr作用下的裂解油成分复杂,主要成分有邻甲氧基苯酚、苯酚及其他化合物。在用强碱作为活化剂、催化剂裂解稻壳之后得到的残渣,尝试用其作为酯交换反应生产生物柴油的催化剂,发现有效果,因而用KOH处理稻壳,制备了一种新型固体碱催化剂,并对催化剂制备条件进行了探索,对酯交换反应条件进行了优化。实验结果表明,用1.5mol/LKOH溶液处理稻壳处理后,500 ℃裂解5 h得到的新型固体碱催化剂,在催化剂用量4%,n(醇):n(油)=10:1,反应温度65 ℃,反应时间3 h的这一最佳条件下产率为98.56%。
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TK6
【图文】：

直接燃烧,转化技术,生物质能,生物质

和直接液化过程。目前直接燃烧，生物质气化技术已达到工业应用阶段，但逡逑生物质液化技术仍处于研究、开发以及示范阶段［２２］。文献［２３］对生物质转换方式逡逑进行了更加具体的描述，见下图１．２。逡逑４逡逑

转化工艺,生物质,反应原理

干冰等产品，将品位低、能量密度低的生物质转化为优质液体燃料以及化学品［２８］。逡逑生物质水解是燃料乙醇的必经步骤，首先水解生物质中的木质纤维素，得到逡逑葡萄糖，再把葡萄糖经过发酵过程生成乙醇。其工艺流程如图１．３：逡逑逦逦、逡逑牛物质邋）逡逑、，逡逑！邋ｍ处—｜木焱抽出物＾＞ｊ逦ｎ逡逑？邋Ｔ邋Ｍ逦！逦＂邋．邋Ｊ逡逑十？邋：邋ｔ邋玄N索逦｜逦口逡逑黾衣解逦：Ｕ邋］逡逑！逦１逦１逦逦逦NB逡逑【今逦＂ＩＤ邋逦＇？？逦＊＊■一￣ｘ逡逑六谋糖逦、、、’逦逡逑ｕｒｎ逡逑逦逦逡逑？ｆ：物乙释逡逑图１．３生物质转化工艺流程简图逡逑反应原理为：逡逑（Ｃ６Ｈ１ｄ0５）ｎ＋ｎＨ２0－＾ｉ＾］－＾ｎＣ６ＨＩ２０６逡逑化剂—２Ｃ２Ｈ５０Ｈ＋２Ｃ０２邋Ｔ逡逑主要水解方法有浓酸（浓度在３０％以上的硫酸或盐酸）水解，稀酸（１０％以内逡逑的硫酸或盐酸等无机酸）水解以及酶水解等。浓酸水解反应速度慢，工艺复杂，逡逑酸回收费用高；而稀酸水解具有反应速度快，利于连续生产，不用回收酸液从而逡逑简化了生产工序等优点［２９］，但却具有所需温度和压力较高，副产物多，对反应逡逑器材要求高等缺点；酶水解不需要另外加化学药品，具有很高的选择性，可以生逡逑７逡逑

稻壳,主要化学成分

１．４．１稻壳的主要化学成分逡逑稻壳是一种木质纤维素原料，一般呈金黄色、稻黄色、黄褐色、红棕色等［３６］，逡逑其结构如图１．４所示。逡逑，．呡邋ｓ＿逡逑图１．４稻壳结构逡逑稻壳的主要化学成分见表］．１。逡逑表１．１稻壳的主要化学成分逡逑成分逦水分逦粗纤维逦木质素逦蛋白质逦多缩戊糖逦灰分逡逑含量逦７．５－１５％逦３０－４５％逦２１－２６％逦２．５－３％逦１６－２２％逦２０％逡逑１．４．２稻壳的应用逡逑稻壳的应用十分广泛，主要有直接利用和间接利用，下面将对稻壳的各种应逡逑９逡逑Ｉ逡逑

【参考文献】