生物质在超/亚临界水条件下液化研究
发布时间：2021-04-09 20:14
生物质是唯一的可再生性有机能源,通过水热法液化能生产出生物油和氢气等高效的洁净能源,而成为当今生物质能转化的研究热点。本文以水为反应介质,考察了生物质在亚临界和超临界水中的液化行为,以稻草秸秆为原料作探索性实验,考察了反应条件对生物质液化行为的影响,重点考察了对生物油和固体残渣收率的影响,对实验制得的生物油和固体残渣作了相应分析,实验还考察了碱性催化剂对生物质液化的影响。本实验的主要反应是在间歇式高压反应釜中完成的。实验的原料和反应条件决定了液化产物的收率。本实验主要考察了反应温度、停留时间、升温速率、催化剂和压力对产物收率的影响。温度对生物油收率的影响有一个最佳值,在本实验的条件下这个最佳值存在290℃;反应的停留时间对生物油的收率的影响同样有一个最佳值,反应停留时间为10min是一个较好的停留时间;随着压力的升高,生物油的收率增加,但是压力的影响在低压段较为明显;升温速率的影响主要体现在,随着升温速率的升高,生物油的收率增大,但是升温速率的增大将使能耗增加,实验条件下12℃/min是一个较好的升温速率。在超临界和亚临界水条件下进行了一系列生物质和塑料单独和共液化试验,考察了反应温度...
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
纤维素的结构
图 1.2 木质素的前体化合物的单体，从化学结构上看，既具有酚的特征又有富，形成的聚合物结构也十分复杂。在纤维素、通过糖单元之间脱水生成羰键，而在木质素中，基(酚羟基和醇羟基)和碳-碳双键，这两种官能团反应中可以有多种成键方式，这就决定了聚合物活泼，易于发生芳香环上的各种取代反应，同时降解方法有化学降解和微生物降解两种。其中化硝基苯或高锰酸钾氧化及热解。近年来，木质素木质素的降解之所以受到重视，是因为：素是仅次于纤维素的最丰富的有机高分子，地球质素[15]，是一种重要的可再生材料；
表 2.10 是稻草在亚临界水中液化固体残渣的元素及热值分析，由表可以看出固体残渣和稻草相比，元素的含量均发生了一定的变化，H/C 由原来的 1.34降低为 1.25，两者的高热值变化较小。表 2.10 固体残渣的元素和热值分析C(%) H(%) O(%) N(%) H/C 高热值（MJ/kg）46.17 4.82 48.88 0.13 1.25 17.662.6.1.2 固体残渣的电镜扫描分析图 2.9 为固体残渣的电镜扫描照片，A 图的放大倍数是 1000，B 图的放大倍数是 2500。从图中我们可以清楚地看到，稻草秸秆通过亚临界水的热化学液化处理后，原来木质素、纤维素和半纤维素交叠在一起的致密包壁结构遭到严重的破坏，聚合度降低，质地变得松散无规则，有利于生物质的下一步利用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]加热速率和粒径对聚乙烯在超临界水中转化的影响[J]. 苏晓丽,赵玉龙,张荣,毕继诚. 燃料化学学报. 2006(04)
[2]稻草水热法液化的实验研究[J]. 傅木星,袁兴中,曾光明,佟婧怡,傅海燕,陈桂秋. 能源工程. 2006(02)
[3]生物质高压液化制生物原油研究进展[J]. 姜洪涛,李会泉,张懿. 化工进展. 2006(01)
[4]生物质高压液化技术研究进展[J]. 温从科,乔旭,张进平,汤吉海,崔咪芬. 生物质化学工程. 2006(01)
[5]PVC塑料流化床气化试验研究[J]. 肖刚,池涌,倪明江,张加权,缪麒,朱文俐,岑可法. 燃料化学学报. 2005(06)
[6]生物质等离子体气化研究[J]. 赵增立,李海滨,吴创之,陈勇. 太阳能学报. 2005(04)
[7]生物质直接燃烧技术的发展研究[J]. 张明,袁益超,刘聿拯. 能源研究与信息. 2005(01)
[8]固定化酵母流化床生物反应器木薯淀粉酒精发酵的研究[J]. 赵玲,孙清,刘荣厚,敖永华. 可再生能源. 2005(01)
[9]生物质热解气化制取氢气[J]. 陈冠益,李强,H.Spliethoff,王福全. 太阳能学报. 2004(06)
[10]生物质油精制前后热稳定性和热分解动力学研究[J]. 郭晓亚,颜涌捷,李庭琛,任铮伟. 华东理工大学学报. 2004(03)
本文编号：3128247
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
纤维素的结构
图 1.2 木质素的前体化合物的单体，从化学结构上看，既具有酚的特征又有富，形成的聚合物结构也十分复杂。在纤维素、通过糖单元之间脱水生成羰键，而在木质素中，基(酚羟基和醇羟基)和碳-碳双键，这两种官能团反应中可以有多种成键方式，这就决定了聚合物活泼，易于发生芳香环上的各种取代反应，同时降解方法有化学降解和微生物降解两种。其中化硝基苯或高锰酸钾氧化及热解。近年来，木质素木质素的降解之所以受到重视，是因为：素是仅次于纤维素的最丰富的有机高分子，地球质素[15]，是一种重要的可再生材料；
表 2.10 是稻草在亚临界水中液化固体残渣的元素及热值分析，由表可以看出固体残渣和稻草相比，元素的含量均发生了一定的变化，H/C 由原来的 1.34降低为 1.25，两者的高热值变化较小。表 2.10 固体残渣的元素和热值分析C(%) H(%) O(%) N(%) H/C 高热值（MJ/kg）46.17 4.82 48.88 0.13 1.25 17.662.6.1.2 固体残渣的电镜扫描分析图 2.9 为固体残渣的电镜扫描照片，A 图的放大倍数是 1000，B 图的放大倍数是 2500。从图中我们可以清楚地看到，稻草秸秆通过亚临界水的热化学液化处理后，原来木质素、纤维素和半纤维素交叠在一起的致密包壁结构遭到严重的破坏，聚合度降低，质地变得松散无规则，有利于生物质的下一步利用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]加热速率和粒径对聚乙烯在超临界水中转化的影响[J]. 苏晓丽,赵玉龙,张荣,毕继诚. 燃料化学学报. 2006(04)
[2]稻草水热法液化的实验研究[J]. 傅木星,袁兴中,曾光明,佟婧怡,傅海燕,陈桂秋. 能源工程. 2006(02)
[3]生物质高压液化制生物原油研究进展[J]. 姜洪涛,李会泉,张懿. 化工进展. 2006(01)
[4]生物质高压液化技术研究进展[J]. 温从科,乔旭,张进平,汤吉海,崔咪芬. 生物质化学工程. 2006(01)
[5]PVC塑料流化床气化试验研究[J]. 肖刚,池涌,倪明江,张加权,缪麒,朱文俐,岑可法. 燃料化学学报. 2005(06)
[6]生物质等离子体气化研究[J]. 赵增立,李海滨,吴创之,陈勇. 太阳能学报. 2005(04)
[7]生物质直接燃烧技术的发展研究[J]. 张明,袁益超,刘聿拯. 能源研究与信息. 2005(01)
[8]固定化酵母流化床生物反应器木薯淀粉酒精发酵的研究[J]. 赵玲,孙清,刘荣厚,敖永华. 可再生能源. 2005(01)
[9]生物质热解气化制取氢气[J]. 陈冠益,李强,H.Spliethoff,王福全. 太阳能学报. 2004(06)
[10]生物质油精制前后热稳定性和热分解动力学研究[J]. 郭晓亚,颜涌捷,李庭琛,任铮伟. 华东理工大学学报. 2004(03)
本文编号：3128247
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