生物质水热预处理及其固体产物热解特性研究
发布时间：2021-01-01 16:32
生物质作为唯一一种碳基可再生能源,通过热化学法可转化为有用的燃料或高附加值的化学品,被认为是最有可能全面替代传统化石能源的能源资源。然而目前生物质通过热转化法制取燃料或化工品仍面临很多问题,例如生物质原料结构复杂、含水率高、含氧率高、热值低、体积密度小等,制得的生物油燃料品质较低、成分复杂且难分离等一系列难题。为此在直接用于热转化前,对生物质采取一定的预处理工艺,对于提升生物质燃料性质,提升生物油品质,对产物进行选择性富集都有重大意义。为此本文主要考察了水热预处理方法对几种典型生物质的物理化学性质的改性,以及水热预处理过程对生物质热解特性的影响,为生物质的后续高效利用提供思路。首先考察不同生物质种类、不同工艺参数（反应温度、保温时间、固液比）对生物质低温水热过程气、液、固三态产物生成特性的影响。研究发现水热处理能够增加原料的C含量、降低O含量、提高热值并有显著的脱灰效果。不同参数条件下液体产物以糠醛为主,还有少量的酚类,气体产物以CO2为主,生物质的水热预处理过程,主要发生半纤维素的降解,并伴随少量木质素的降解。当保温时间达120min后,生物质的水热降解程度加深...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
水在不同温度下的物理化学性质的变化（30MPa）
进行热解实验，热解油成分通过气质联用仪进行测定，热解气在气体分析仪上进行成分测定，通过热解产物分布来解析水热预处理对后续二次热解过程的调控机理及产物富集。本文研究思路及方案图见图1-3。图 1-3 研究思路及方案示意图
图 2-1 水热预处理实验装置简图1.装样。首先按照一定的固液比，用精度为 0.0001g 的天平称取一定质量（记为的固体生物质样品，放入反应釜体，在常温下用量筒量取相应体积的去离子水，釜体，再放入旋转磁子，最后将釜体密封，将釜体放入加热炉内。2.加压。釜体密封、安放好后，关闭排气阀，打开进气阀，用不锈钢气管连接气瓶置进气口，打开气瓶减压阀，在加压前先通惰性气体 Ar 气 10min 以排除釜中的空然后缓慢升压，向反应釜体充 Ar 气、加压，直到反应釜体压力达到一定值，此时反应釜进气阀，关闭气瓶减压阀，加压结束。3.升温。打开仪器温度、转速控制面板，将反应温度、保留时间以及转速设置好，START 按钮开始运行，升温，直至釜体温度到达设定温度，升温过程结束，生物质压水在此温度下保留一段时间（保留时间）后反应结束。4.冷却。反应结束后，将釜体移入冰水槽中进行快速冷却，直至釜体体表温度降为。
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物质气化技术应用现状及发展前景[J]. 王忠华. 乙醛醋酸化工. 2016(12)
[2]碱金属离子对生物质的催化热解及气化实验研究[J]. 蔡建军,王清成,王全. 太阳能学报. 2016(07)
[3]传统化石能源清洁化利用的现状及展望[J]. 殷伊琳. 天津化工. 2016(02)
[4]热解温度及AAEM元素对生物质快速热解焦油的影响[J]. 冯冬冬,赵义军,唐文博,张宇,钱娟,孙绍增. 化工学报. 2016(06)
[5]玉米秸秆水热炭化产物特性演变分析[J]. 郭淑青,董向元,范晓伟,于海龙,吴婷婷,韩洋洋. 农业机械学报. 2016(04)
[6]生物质热解液化技术及应用前景[J]. 姜伟,朱丽娜,赵仲阳,蒋岩,赵光辉. 粮油加工(电子版). 2015(12)
[7]木质纤维素生物质预处理研究现状[J]. 祝其丽,何明雄,谭芙蓉,代立春,吴波. 生物技术进展. 2015(06)
[8]水热预处理工艺参数对玉米秸秆组分与酶解效率的影响[J]. 李梓木,于艳玲,孙嘉星,李冬梅,冯玉杰. 化工学报. 2015(04)
[9]XRD分峰法测定天然纤维素结晶度的研究[J]. 刘治刚,高艳,金华,于世华. 中国测试. 2015(02)
[10]生物质气化过程中碱金属和碱土金属的析出特性研究[J]. 韩旭,张岩丰,姚丁丁,钱柯贞,杨海平,王贤华. 燃料化学学报. 2014(07)
博士论文
[1]生物质热转化过程中碱金属元素迁移的研究[D]. 张志昊.清华大学 2014
[2]生物质水热降解过程机理与产物形成机制研究[D]. 高英.华中科技大学 2013
[3]生物质热解气化过程中内在碱金属、碱土金属的迁移及催化特性研究[D]. 江龙.华中科技大学 2013
[4]微波辐照下生物质热解气定向转化合成气研究[D]. 李龙之.山东大学 2012
[5]生物质流化床热解液化实验研究及应用[D]. 王贤华.华中科技大学 2007
硕士论文
[1]生物质能源研究进展及应用前景[D]. 张迪茜.北京理工大学 2015
[2]生物质微波预处理的实验研究[D]. 张帅.华中科技大学 2014
[3]烘焙生物质疏水性能及热解特性研究[D]. 郝宏蒙.华中科技大学 2013
[4]农业秸秆烘焙与高质化应用耦合研究[D]. 朱波.华中科技大学 2011
[5]预处理对生物质热解特性的影响研究[D]. 曾叶霖.华中科技大学 2009
本文编号：2951623
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
水在不同温度下的物理化学性质的变化（30MPa）
进行热解实验，热解油成分通过气质联用仪进行测定，热解气在气体分析仪上进行成分测定，通过热解产物分布来解析水热预处理对后续二次热解过程的调控机理及产物富集。本文研究思路及方案图见图1-3。图 1-3 研究思路及方案示意图
图 2-1 水热预处理实验装置简图1.装样。首先按照一定的固液比，用精度为 0.0001g 的天平称取一定质量（记为的固体生物质样品，放入反应釜体，在常温下用量筒量取相应体积的去离子水，釜体，再放入旋转磁子，最后将釜体密封，将釜体放入加热炉内。2.加压。釜体密封、安放好后，关闭排气阀，打开进气阀，用不锈钢气管连接气瓶置进气口，打开气瓶减压阀，在加压前先通惰性气体 Ar 气 10min 以排除釜中的空然后缓慢升压，向反应釜体充 Ar 气、加压，直到反应釜体压力达到一定值，此时反应釜进气阀，关闭气瓶减压阀，加压结束。3.升温。打开仪器温度、转速控制面板，将反应温度、保留时间以及转速设置好，START 按钮开始运行，升温，直至釜体温度到达设定温度，升温过程结束，生物质压水在此温度下保留一段时间（保留时间）后反应结束。4.冷却。反应结束后，将釜体移入冰水槽中进行快速冷却，直至釜体体表温度降为。
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物质气化技术应用现状及发展前景[J]. 王忠华. 乙醛醋酸化工. 2016(12)
[2]碱金属离子对生物质的催化热解及气化实验研究[J]. 蔡建军,王清成,王全. 太阳能学报. 2016(07)
[3]传统化石能源清洁化利用的现状及展望[J]. 殷伊琳. 天津化工. 2016(02)
[4]热解温度及AAEM元素对生物质快速热解焦油的影响[J]. 冯冬冬,赵义军,唐文博,张宇,钱娟,孙绍增. 化工学报. 2016(06)
[5]玉米秸秆水热炭化产物特性演变分析[J]. 郭淑青,董向元,范晓伟,于海龙,吴婷婷,韩洋洋. 农业机械学报. 2016(04)
[6]生物质热解液化技术及应用前景[J]. 姜伟,朱丽娜,赵仲阳,蒋岩,赵光辉. 粮油加工(电子版). 2015(12)
[7]木质纤维素生物质预处理研究现状[J]. 祝其丽,何明雄,谭芙蓉,代立春,吴波. 生物技术进展. 2015(06)
[8]水热预处理工艺参数对玉米秸秆组分与酶解效率的影响[J]. 李梓木,于艳玲,孙嘉星,李冬梅,冯玉杰. 化工学报. 2015(04)
[9]XRD分峰法测定天然纤维素结晶度的研究[J]. 刘治刚,高艳,金华,于世华. 中国测试. 2015(02)
[10]生物质气化过程中碱金属和碱土金属的析出特性研究[J]. 韩旭,张岩丰,姚丁丁,钱柯贞,杨海平,王贤华. 燃料化学学报. 2014(07)
博士论文
[1]生物质热转化过程中碱金属元素迁移的研究[D]. 张志昊.清华大学 2014
[2]生物质水热降解过程机理与产物形成机制研究[D]. 高英.华中科技大学 2013
[3]生物质热解气化过程中内在碱金属、碱土金属的迁移及催化特性研究[D]. 江龙.华中科技大学 2013
[4]微波辐照下生物质热解气定向转化合成气研究[D]. 李龙之.山东大学 2012
[5]生物质流化床热解液化实验研究及应用[D]. 王贤华.华中科技大学 2007
硕士论文
[1]生物质能源研究进展及应用前景[D]. 张迪茜.北京理工大学 2015
[2]生物质微波预处理的实验研究[D]. 张帅.华中科技大学 2014
[3]烘焙生物质疏水性能及热解特性研究[D]. 郝宏蒙.华中科技大学 2013
[4]农业秸秆烘焙与高质化应用耦合研究[D]. 朱波.华中科技大学 2011
[5]预处理对生物质热解特性的影响研究[D]. 曾叶霖.华中科技大学 2009
本文编号：2951623
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