无患子微波裂解及其产物研究
发布时间：2020-09-12 18:53
能源是经济社会发展的基础,随着化石能源的日益枯竭,新型可再生能源的开发是世界各国面临的挑战。生物质能源作为一种可再生能源,有望替代传统化石能源成为未来的主要能源之一,其开发受到越来越广泛的关注。本课题以无患子为原料,通过微波快速裂解技术制备生物质油和活性炭,突破了无患子种壳坚硬的难题,为充分利用无患子制备可再生新能源提供新的途径。本文首先对无患子进行元素分析及成分分析。通过热重分析研究其热解过程中质量变化规律,为无患子微波裂解工艺的选择提供理论参考。其次对无患子微波裂解试验进行系统地研究,在前人的基础上确定了微波功率、裂解温度、裂解时间和吸收剂添加量为主要影响因素,通过单因素试验研究其对无患子微波裂解的影响规律,初步确定较优工艺参数。为提高生物油产率,通过Box-Behnken响应曲面法进行工艺参数优化,获得最优工艺组合：裂解温度600.80℃、微波功率1.93 kW、吸收剂添加量1.87%、裂解时间7.43 min,此时的响应值即生物油产率为47.67%。再次,采用最优工艺条件制备无患子微波裂解生物质油,理化分析表明生物质油水分为53.48%,酸值较高,具有较强的腐蚀性；通过GC-MS对其挥发性组分进行分析。结果表明,生物质油成分较为复杂,油酸相对含量最大,相对峰面积占总挥发性组分18.71%,脂肪酸类相对峰面积占比30.25%；为获得成分简单的生物质油,研究催化剂HCl、H2SO4、H3PO4、KOH、NaOH、CaO、MgO、 MgCl2和CaCl2对生物质油组分及可燃气中H2、CO、CH4组分的影响。结果表明对无患子进行粉碎及无机酸预处理有利于脂肪酸酯键的断裂,使制备的生物质油脂肪酸类物质含量显著增多,相对峰面积占比达80%以上,但对H2、CO、CH4组成的影响较小。MgCl2的添加使生物质油中酚类及芳香族的相对含量及可燃气由H2、CH4的相对含量得以增大。KOH、NaOH的添加则可促进长链脂肪酸裂解成烷烃类和烯烃类物质。最后,对无患子微波裂解所得焦炭进行活性炭制备研究。以碘吸附值为主要指标,使用KOH作为活化剂,通过正交试验对活化工艺进行优化。对优化制得的活性炭进行红外光谱分析和场发射扫描电镜分析。结果表明,无患子活性炭吸附性能好,碘吸附值达1036 mg/g,符合国家净水用一级品标准。
【学位单位】：福州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2014
【中图分类】：TK6
【部分图文】：
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由反应物得率情况确定裂解最佳时间为７邋１１１１１１，得率为４６．５２±０．４６％。７邋１１１１１１无逡逑患子几乎裂解完全，超过７邋ｍｉｎ，生物质油产率反而下降，但下降趋势平缓，气逡逑体产物缓慢上升，固体产物缓慢下降，结果如图２－８所示。逡逑如广逦‘逡逑巧－逦．￣￣？逡逑４０邋－逡逑豪巧．逦栜逡逑看邋２０邋＿逦￣■逦＂■叫Ｉ逡逑巧‘逡逑１０邋－逡逑５邋？逡逑０邋Ｉ逦逦Ｉ———Ｘ—邋逦１—１逦１逦邋Ｉ邋邋邋■■■—ｌｌＪ逡逑４逦５逦６逦＾逦￥逦９逦１０邋至呈逡逑裂
本文编号：2817775
【学位单位】：福州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2014
【中图分类】：TK6
【部分图文】：
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由反应物得率情况确定裂解最佳时间为７邋１１１１１１，得率为４６．５２±０．４６％。７邋１１１１１１无逡逑患子几乎裂解完全，超过７邋ｍｉｎ，生物质油产率反而下降，但下降趋势平缓，气逡逑体产物缓慢上升，固体产物缓慢下降，结果如图２－８所示。逡逑如广逦‘逡逑巧－逦．￣￣？逡逑４０邋－逡逑豪巧．逦栜逡逑看邋２０邋＿逦￣■逦＂■叫Ｉ逡逑巧‘逡逑１０邋－逡逑５邋？逡逑０邋Ｉ逦逦Ｉ———Ｘ—邋逦１—１逦１逦邋Ｉ邋邋邋■■■—ｌｌＪ逡逑４逦５逦６逦＾逦￥逦９逦１０邋至呈逡逑裂
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