生物质液化过程主要无机元素分布及转化特性研究

发布时间：2020-10-15 11:46

　　 生物质中的无机物质在液化过程会发生迁移转化,致使无机元素分布于液化产物。而无机元素的存在则会对燃料的精制及利用造成严重影响,因此,液化产物中无机元素的分布与转化特性是影响生物油后续利用的重要因素。本文以玉米秸秆为原料,在不同液化温度(280°C、300°C、320°C、340°C、360°C)不同溶剂(乙醇、丙酮、水)条件下液化制备生物油,并且结合电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)考察液化过程无机元素K、Na、Mg、Ca、Al、Fe的分布及转化特性。研究结果表明,液化温度及液化溶剂均会影响无机元素的分布及转化。以丙酮(乙醇)为液化溶剂时,无机元素主要分布于生物炭(62.61%),其在生物油中的分布量低于25.77%;水为液化溶剂时,K、Na主要分布于水相,Ca、Al、Fe主要分布于生物炭,在生物油中的分布量低于31%。而且,液化温度由320°C增加至360°C,生物油中无机元素的分布量逐渐减少。此外,ICP-OES结果显示,液化溶剂及液化温度对生物油中无机元素的浓度也有明显影响。水为溶剂制备的生物油中无机元素K、Na、Mg、Al的浓度较高,而丙酮为溶剂制备的生物油中无机元素Ca、Fe的浓度较高。以水为液化溶剂时,液化产物生物炭中的无机元素主要以残渣态形式存在(40%),且比例随着液化温度的升高而增加。丙酮(乙醇)为液化溶剂时,液化产物生物炭中的无机元素K、Na、Mg、Al主要以水溶态形式存在(50%),无机元素Ca主要以酸溶态(14%)及残渣态(29%)存在,而Fe元素则以残渣态为主(60%)。液化产物生物油中无机元素K、Na、Mg、Al主要以水溶态形式存在(74%),而Ca、Fe主要以油溶性有机盐的形式存在(70%),其比例随着液化温度的升高而减少;且丙酮为液化溶剂时,液化产物生物油中油溶性有机钙盐及油溶性有机铁盐的比例更高;乙醇为液化溶剂,液化产物生物油中拥有更高比例难溶性的Fe元素。
【学位单位】：沈阳航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TK6
【部分图文】：

底物分解制备氢气。热化学转化技术主要包括直接燃烧、热解、液化、气化。热化学转化技术主用高温破坏生物质的结构，进而将生物质分解并重组成为应用价值较高、化学结的化学成分。其中，直接燃烧是应用最早、最广泛的技术，是指在一些经济不发或者农村，人们直接点燃生物质原料进行取暖、加热等；此外，最先进的生物质烧的应用形式主要以生物质发电为主。气化技术主要是指将生物质原料破碎后O2、CO2、空气、水蒸气等氧化物，在高温加热的条件下将生物质转化成为可燃的过程[8]。然而，热化学转化技术中能够将生物质转化为液体生物燃料的主要有术以及液化技术。热解技术是在缺氧的情况下对生物质进行高温加热得到气体产物油[9]，液化技术是生物质在高温高压的作用下进行分解、缩合、重聚等一系列化学反应，最终得到主要产物生物油[10,11]。液化与热解相比，不仅减少了过程中消耗，而且液化制备的生物油具有更高的热值、更高的产率及较低的含氧量[12,此，生物质液化制备生物油技术已成为国内外研究者探寻的焦点。

气体及液体之间，为液体的数十倍，传质速度远高于液体。制体的超临界参数表 1.1 常用液体的超临界参数沸点(°C ) 临界点100临界温度(°C ) 临界压力(MPa)374.2 22.178.4 243.1 6.3880.1 288.9 4.8956.48 235.5 4.7264.5 239.4 8.1

备生物油技术已受到广泛关注。研究表明温度、液化溶剂、反应时间、催化剂等等角色。本章以玉米秸秆为原料，在不同液化液化溶剂(水、乙醇、丙酮)条件下，考察并分析液化温度及液化溶剂对生物油产率剂法5-30 型间歇式高温高压反应釜内进行。反
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本文编号：2842129