生物质热解过程中矿物质的影响及纤维组成的相互作用
发布时间：2020-08-27 14:35
【摘要】：本文以优化生物质热解工艺为目的,进行生物质热失重分析和固定床热解实验,研究了内部和外加矿物质及纤维组成对生物质热解特性的影响,内容主要包括：第一部分,采用酸洗预处理和外加催化剂的方法,研究了矿物质在生物质热解过程中的重要作用。无论是内部矿物质还是外加钾催化剂都对生物质的热解失重和气体释放有明显催化作用,在消耗热解焦油的同时增加气体、水分和焦炭的产率。与干法混合相比,湿法浸渍添加K2C03对松木热解焦油的脱氧效果更好,可大幅度提高水分产率。第二部分,根据纤维分析方法,对木聚糖、纤维素、酸性洗涤纤维ADF(从松木抽提得到的纤维素和木质素混合物)和松木热解焦炭中各纤维组分含量随温度的变化进行测定。在热解过程中,纤维组分之间存在相互转化和相互影响。木质素的存在会阻碍纤维素中左旋葡聚糖的形成,促进纤维素热解挥发性组分裂解生成低分子量液体产物；而纤维素能够促进木质素在高温段的分解,降低其焦炭产率。纤维组成间的相互作用在增大松木热解焦炭产率的同时也增加了其焦炭结构的复杂性。第三部分,干法混合K2C03可以提高各纤维组成低温段的失重速率,增加焦炭和气体产率的同时降低焦油产率。K2C03可以加快木聚糖和ADF的脱羧、脱羰和脱水反应,从而提高热解焦油的热值。K2C03对纤维素热解焦油的脱氧作用主要体现在CO2和CO累积释放量的增加,而不是水分产率的提高。K2C03催化剂对焦油各化合物组分的影响随纤维组成的不同而不同。
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK6
【图文】：
逦３００邋３５０邋４００邋５００邋６００邋７００逡逑ＴｅｍｐｅｒａＵｉｒｅ邋（°Ｃ）逡逑图３．３酸洗前后松木和稽草的热解产物产率分布逡逑Ｆｉｇ．邋３．３邋Ｙｉｅｌｄｓ邋ｏｆ邋ｐｒｏｄｕｃｔｓ邋ｐｒｏｄｕｃｅｄ邋ｂｙ邋ｂｉｏｍａｓｓ邋ｓａｍｐｌｅｓ邋ａｔ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ邋（ｗｔ．邋％－ｄｂ．）．逡逑（ａ）邋ｗｏｏｄ邋ａｎｄ邋ＡＷ；邋（ｂ）民Ｓ邋ａｎｄ邋ＡＲＳ．逡逑通过比较图３．３中松木和稻草酸洗前后各热解产物的产率分布规律，可Ｗ发现在整逡逑个温度范围内（３００°Ｃ￣７００°Ｃ）
逦第５５页逡逑图５．２和表５．１描述了木聚糖、纤维素和ＡＤＦ催化热解的产物产率分布随温度的变逡逑化１＾及与加催化剂前的热解产率相比出现的差异。图５．２中各产物产率的计算方法与前逡逑两章相同，将气液固兰相产物产率进行加和，发现所有条件下的总产率在９２￣１０１ｗｔ．％逡逑范围内。从表５．１中可Ｗ发现相比与加催化剂之前，木聚糖２７５Ｔ时热解产物产率Ｗ及逡逑纤维素和ＡＤＦ在３００°Ｃ时所得产物产率表现出相同的变化趋势，即焦炭产率降低，液逡逑体和气体产率增大，表明Ｋ２ＣＯ３对纤维组分低温段的热解有促进作用，与热重分析结论逡逑一致。随着热解温度的升高，与添加催化剂前相比，Ｋ２ＣＯ３催化热解焦油产率明显减少，逡逑焦炭、水分和气体的产率X椉印？赡艿脑蚴牵耍玻茫希车拇嬖谟跋炝朔肿佣狭押驼系耐惧义暇叮股镏嗜冉獬鸥嘟固坎锖退郑准扒嶂势宓姆较蚍⒄梗灰部赡苁牵耍玻埃冲义洗俳顺跏既冉饣臃⒎莸亩瘟呀猓囊禾宀锏耐碧岣吖烫搴推宓牟省＃罚埃
本文编号：2806222
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK6
【图文】：
逦３００邋３５０邋４００邋５００邋６００邋７００逡逑ＴｅｍｐｅｒａＵｉｒｅ邋（°Ｃ）逡逑图３．３酸洗前后松木和稽草的热解产物产率分布逡逑Ｆｉｇ．邋３．３邋Ｙｉｅｌｄｓ邋ｏｆ邋ｐｒｏｄｕｃｔｓ邋ｐｒｏｄｕｃｅｄ邋ｂｙ邋ｂｉｏｍａｓｓ邋ｓａｍｐｌｅｓ邋ａｔ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ邋（ｗｔ．邋％－ｄｂ．）．逡逑（ａ）邋ｗｏｏｄ邋ａｎｄ邋ＡＷ；邋（ｂ）民Ｓ邋ａｎｄ邋ＡＲＳ．逡逑通过比较图３．３中松木和稻草酸洗前后各热解产物的产率分布规律，可Ｗ发现在整逡逑个温度范围内（３００°Ｃ￣７００°Ｃ）
逦第５５页逡逑图５．２和表５．１描述了木聚糖、纤维素和ＡＤＦ催化热解的产物产率分布随温度的变逡逑化１＾及与加催化剂前的热解产率相比出现的差异。图５．２中各产物产率的计算方法与前逡逑两章相同，将气液固兰相产物产率进行加和，发现所有条件下的总产率在９２￣１０１ｗｔ．％逡逑范围内。从表５．１中可Ｗ发现相比与加催化剂之前，木聚糖２７５Ｔ时热解产物产率Ｗ及逡逑纤维素和ＡＤＦ在３００°Ｃ时所得产物产率表现出相同的变化趋势，即焦炭产率降低，液逡逑体和气体产率增大，表明Ｋ２ＣＯ３对纤维组分低温段的热解有促进作用，与热重分析结论逡逑一致。随着热解温度的升高，与添加催化剂前相比，Ｋ２ＣＯ３催化热解焦油产率明显减少，逡逑焦炭、水分和气体的产率X椉印？赡艿脑蚴牵耍玻茫希车拇嬖谟跋炝朔肿佣狭押驼系耐惧义暇叮股镏嗜冉獬鸥嘟固坎锖退郑准扒嶂势宓姆较蚍⒄梗灰部赡苁牵耍玻埃冲义洗俳顺跏既冉饣臃⒎莸亩瘟呀猓囊禾宀锏耐碧岣吖烫搴推宓牟省＃罚埃
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