基于组分的生物质热分解及交互作用机制研究
发布时间：2021-02-02 09:41
近年来以生物质热解生物油为原料制取高品位液体燃料引起了各国的极大关注,然而生物质热解是非常复杂的物理化学过程,它的热裂解行为可以认为是其主要成分（纤维素、半纤维素、木质素）热裂解行为的综合表现。不同类别的生物质具有不同的纤维组成,且每种组分的热分解速率及路径存在差异,同时在热解过程中组分相互之间还存在着交互反应,进而影响生物质的热解行为及产物分布。因此只有全面掌握生物质单个组分的热分解特性及热解过程中纤维组分间的交互反应,才能更好地理解生物质的热解机理并通过产物调控制备高品位的液体燃料。首先以生物质三大纤维组分的模型化合物为原料,在200-9500C范围内的快速热裂解行为及产物生成机理进行研究。纤维素为生物质热解生物油的主要贡献者（-69wt.%）,而木质素则为生物质热解焦炭的最大贡献者（-50wt.%）；纤维素、木聚糖及木质素热解生物油的主要成分分别为脱水糖、小分子含氧化合物及酚类化合物。多聚糖热解CO的生成集中于500-650℃范围内,而H2、CH4主要生成与650℃以上的高温；通过对焦炭结构演变研究发现,当反应温度<500℃时,组分模化物主要发生的分子内、分子问氢键的断裂以...
【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】：170 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 背景
1.2 生物质能及其利用技术
1.3 生物质纤维组分热裂解机理研究现状
1.4 生物质纤维组分的交互作用机理研究
1.5 本文的主要研究内容
2 生物质纤维组成的热分解机理研究
2.1 引言
2.2 实验样品与方法
2.3 热解产物分布特性
2.4 气体产物释放特性
2.5 液体生物油组成
2.6 本章小结
3 生物质组分在热解过程中焦炭结构的演化
3.1 引言
3.2 实验样品与表征方法
3.3 热解焦炭的化学成分分析
3.4 热解焦炭的表面官能团分析
3.5 热解焦炭的碳骨架结构分析
3.6 生物质组分的热分解机理探究
3.7 本章小结
4 生物质组分气-气相交互反应机制研究
4.1 引言
4.2 实验样品及方法
4.3 纤维素与半纤维素的气相交互反应
4.4 纤维素与木质素的气相交互反应
4.5 半纤维素与木质素的气相交互反应
4.6 木质素对纤维素-半纤维素气相反应的影响
4.7 半纤维素对纤维素-木质素气相反应的影响
4.8 纤维素对半纤维素-木质素气相反应的影响
4.9 本章小结
5 生物质组分间气-固相交互反应机制研究
5.1 引言
5.2 实验样品与方法
5.3 低温下挥发分与组分间的气固交互作用
5.4 高温下组分焦炭与挥发分间的交互作用
5.5 本章小结
6 组分交联结构对生物质热解的影响
6.1 引言
6.2 生物质组分分析
6.3 综纤维素的交联结构对热解特性的影响
6.4 不同木质素含量对综纤维素热解特性的影响
6.5 本章小结
7 全文总结与展望
7.1 全文总结
7.2 本文的创新与特色
7.3 后续工作及建议
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表的论文
附录2 攻读博士学位期间参加的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于分子动力学模拟的半纤维素热解机理研究[J]. 黄金保,童红,李伟民,伍丹. 热力发电. 2013(03)
[2]木质素慢速热解机理[J]. 程辉,余剑,姚梅琴,许光文. 化工学报. 2013(05)
[3]木质素热解机理的分子动力学模拟研究[J]. 黄金保,童红,李伟民,伍丹. 材料导报. 2012(20)
[4]Experimental Researches on Milled Wood Lignin Pyrolysis Based on Analysis of Bio-oil[J]. GUO Xiu-juan, WANG Shu-rong*, WANG Kai-ge and LUO Zhong-yang State Key Laboratory of Clean Energy Utilization, Zhejiang University, Hangzhou 310027, P. R. China. Chemical Research in Chinese Universities. 2011(03)
[5]温度对生物质固定床热解影响的研究[J]. 杨海平,陈汉平,晏蓉,王贤华,张世红,郑楚光. 太阳能学报. 2007(10)
[6]木聚糖快速热解试验研究[J]. 王树荣,谭洪,骆仲泱,王乐,岑可法. 浙江大学学报(工学版). 2006(03)
[7]生物质三组分热裂解行为的对比研究[J]. 谭洪,王树荣,骆仲泱,岑可法. 燃料化学学报. 2006(01)
博士论文
[1]纤维素快速热解机理的分子模拟研究[D]. 黄金保.重庆大学 2010
本文编号：3014488
【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】：170 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 背景
1.2 生物质能及其利用技术
1.3 生物质纤维组分热裂解机理研究现状
1.4 生物质纤维组分的交互作用机理研究
1.5 本文的主要研究内容
2 生物质纤维组成的热分解机理研究
2.1 引言
2.2 实验样品与方法
2.3 热解产物分布特性
2.4 气体产物释放特性
2.5 液体生物油组成
2.6 本章小结
3 生物质组分在热解过程中焦炭结构的演化
3.1 引言
3.2 实验样品与表征方法
3.3 热解焦炭的化学成分分析
3.4 热解焦炭的表面官能团分析
3.5 热解焦炭的碳骨架结构分析
3.6 生物质组分的热分解机理探究
3.7 本章小结
4 生物质组分气-气相交互反应机制研究
4.1 引言
4.2 实验样品及方法
4.3 纤维素与半纤维素的气相交互反应
4.4 纤维素与木质素的气相交互反应
4.5 半纤维素与木质素的气相交互反应
4.6 木质素对纤维素-半纤维素气相反应的影响
4.7 半纤维素对纤维素-木质素气相反应的影响
4.8 纤维素对半纤维素-木质素气相反应的影响
4.9 本章小结
5 生物质组分间气-固相交互反应机制研究
5.1 引言
5.2 实验样品与方法
5.3 低温下挥发分与组分间的气固交互作用
5.4 高温下组分焦炭与挥发分间的交互作用
5.5 本章小结
6 组分交联结构对生物质热解的影响
6.1 引言
6.2 生物质组分分析
6.3 综纤维素的交联结构对热解特性的影响
6.4 不同木质素含量对综纤维素热解特性的影响
6.5 本章小结
7 全文总结与展望
7.1 全文总结
7.2 本文的创新与特色
7.3 后续工作及建议
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表的论文
附录2 攻读博士学位期间参加的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于分子动力学模拟的半纤维素热解机理研究[J]. 黄金保,童红,李伟民,伍丹. 热力发电. 2013(03)
[2]木质素慢速热解机理[J]. 程辉,余剑,姚梅琴,许光文. 化工学报. 2013(05)
[3]木质素热解机理的分子动力学模拟研究[J]. 黄金保,童红,李伟民,伍丹. 材料导报. 2012(20)
[4]Experimental Researches on Milled Wood Lignin Pyrolysis Based on Analysis of Bio-oil[J]. GUO Xiu-juan, WANG Shu-rong*, WANG Kai-ge and LUO Zhong-yang State Key Laboratory of Clean Energy Utilization, Zhejiang University, Hangzhou 310027, P. R. China. Chemical Research in Chinese Universities. 2011(03)
[5]温度对生物质固定床热解影响的研究[J]. 杨海平,陈汉平,晏蓉,王贤华,张世红,郑楚光. 太阳能学报. 2007(10)
[6]木聚糖快速热解试验研究[J]. 王树荣,谭洪,骆仲泱,王乐,岑可法. 浙江大学学报(工学版). 2006(03)
[7]生物质三组分热裂解行为的对比研究[J]. 谭洪,王树荣,骆仲泱,岑可法. 燃料化学学报. 2006(01)
博士论文
[1]纤维素快速热解机理的分子模拟研究[D]. 黄金保.重庆大学 2010
本文编号：3014488
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/xnylw/3014488.html
