生物质三组分热解特性及碳烟颗粒生成的实验研究
发布时间：2021-04-14 07:07
生物质高温热解可以让焦油大分子二次裂解,提高向热解气的转化率,然而在高温缺氧环境下焦油二次裂解会经历重组、缩聚等过程形成碳烟颗粒,降低碳转化率和产品气的纯净度,具有高毒性和致癌性。研究生物质三大组分单独热解时的热化学特性及碳烟的生成规律可以从原料初始组成的角度解释不同种类生物质的高温热裂解差异性。此外,不同于纯惰性气氛热解,实际工程应用中在纯惰性热解气氛中添加部分CO2可以提高原料转化率,也可以循环利用烟气中的CO2减少温室气体的排放。因此本文首先分别对纤维素、木聚糖和木质素在纯N2和混合气氛（80%N2、20%CO2）下进行热解对比并运用Coats-Redfern积分法求得动力学参数,发现气氛中添加20%CO2对纤维素和木聚糖的热解起到催化作用,降低第一段失重的活化能,使失重提前发生,且在高温区会还原部分热解炭,减少固体剩余。然而添加CO2对木质素失重的影响不明显。综合对比三组分热解的活化能大小顺序为:纤维素>木聚糖>木...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
生物质主要转化利用方式
浙江大学硕士学位论文绪论5聚合度通常在800～10000之间，微晶纤维素是天然纤维素长链部分降解后的产物，聚合度通常在150～300之间[28]。实验证明，具有20～30个葡萄糖重复单元的链即可呈现出纤维素的大部分特性[29]。图1.3纤维素分子结构1.1.3.2半纤维素结构半纤维素是在植物细胞壁里的含量仅次于纤维素的一类碳水高聚物，是由不同种类的单糖基构成的富含侧链的杂多糖[30]，主要分为聚木糖类、聚葡萄甘露糖类，支链的存在增加了半纤维素的结构复杂性，也影响了其结构特性，如降低了其结晶度，导致其宏观上表现为无定形状态。禾本科生物质的半纤维素多为聚木糖类，如秸秆、麦秆、稻壳等[31]，针叶木材的半纤维素大多是聚葡萄甘露糖类。木糖基是构成半纤维素的糖基中的主要部分，当然还含有部分其它糖基如，D-葡萄糖基、L-阿拉伯糖基、D-甘露糖基、以及呈酸性的4-氧甲基-D-葡萄糖醛酸基与半乳糖醛酸基等，这些糖基的含量约占20%[30]，半纤维素的基础链往往由两、三种糖基组成。如草本类生物质的半纤维素的主链主要是由D-砒喃式木聚糖基通过1→4-β糖苷键相连形成的，在碳2位或碳3位被D-葡萄糖基与L-阿拉伯糖基或者其它的糖残基取代形成侧链，侧链数量随生物质原料种类的不同而异，典型的结构简式如图1.4所示；针叶木材的半纤维素主要是以葡萄糖基和甘露糖基构成主链，部分甘露糖基的碳6位被D-砒喃式半乳聚糖基取代形成，结构简式如图1.5所示[32]。图1.44-氧甲基葡萄糖醛酸阿拉伯木聚糖分子结构
浙江大学硕士学位论文绪论5聚合度通常在800～10000之间，微晶纤维素是天然纤维素长链部分降解后的产物，聚合度通常在150～300之间[28]。实验证明，具有20～30个葡萄糖重复单元的链即可呈现出纤维素的大部分特性[29]。图1.3纤维素分子结构1.1.3.2半纤维素结构半纤维素是在植物细胞壁里的含量仅次于纤维素的一类碳水高聚物，是由不同种类的单糖基构成的富含侧链的杂多糖[30]，主要分为聚木糖类、聚葡萄甘露糖类，支链的存在增加了半纤维素的结构复杂性，也影响了其结构特性，如降低了其结晶度，导致其宏观上表现为无定形状态。禾本科生物质的半纤维素多为聚木糖类，如秸秆、麦秆、稻壳等[31]，针叶木材的半纤维素大多是聚葡萄甘露糖类。木糖基是构成半纤维素的糖基中的主要部分，当然还含有部分其它糖基如，D-葡萄糖基、L-阿拉伯糖基、D-甘露糖基、以及呈酸性的4-氧甲基-D-葡萄糖醛酸基与半乳糖醛酸基等，这些糖基的含量约占20%[30]，半纤维素的基础链往往由两、三种糖基组成。如草本类生物质的半纤维素的主链主要是由D-砒喃式木聚糖基通过1→4-β糖苷键相连形成的，在碳2位或碳3位被D-葡萄糖基与L-阿拉伯糖基或者其它的糖残基取代形成侧链，侧链数量随生物质原料种类的不同而异，典型的结构简式如图1.4所示；针叶木材的半纤维素主要是以葡萄糖基和甘露糖基构成主链，部分甘露糖基的碳6位被D-砒喃式半乳聚糖基取代形成，结构简式如图1.5所示[32]。图1.44-氧甲基葡萄糖醛酸阿拉伯木聚糖分子结构
【参考文献】：
期刊论文
[1]全球碳排放量2018年再创新高[J]. 宋峰,刘中军. 生态经济. 2019(02)
[2]江西省最大风速的分布研究[J]. 沈竞,彭王敏子,姚琳,温新龙,陈胜东. 江西科学. 2018(06)
[3]葡萄树枝烟气气氛下热解气化特性研究[J]. 杨楠楠,赵荣煊,刘联胜,段润泽,陈尚尚. 生物质化学工程. 2018(04)
[4]生物质三组分催化气化后焦油析出特性研究[J]. 俞海淼,刘阳,武子璐. 现代化工. 2018(08)
[5]禾本科植物细胞壁合成调控研究进展[J]. 胡炜晨,张同,胡振,王令强. 江苏农业学报. 2018(02)
[6]生物质高温热解气、液、固三相产物及碳烟生成特性[J]. 李艳,谭厚章,王学斌,白胜杰,阮仁晖,杨富鑫. 西安交通大学学报. 2018(01)
[7]我国生物质能源发展综述[J]. 石元春. 智慧电力. 2017(07)
[8]生物质碳烟颗粒物生成机理研究进展[J]. 田红,廖正祝. 洁净煤技术. 2017(03)
[9]秸秆露天燃烧对北方灰霾天气的影响分析[J]. 宋闯. 环境保护与循环经济. 2017(03)
[10]半纤维素模型化合物热解机理的理论研究[J]. 黄金保,吴隆琴,童红,刘朝,贺超,潘贵英. 燃料化学学报. 2016(08)
硕士论文
[1]济南春季大气细颗粒物PM2.5中多环芳烃（PAHs）及其衍生物（NPAHs，OPAHs）的污染特征和来源解析[D]. 姜盼.山东大学 2018
[2]生物质三组分混合热解特性及液化产物分析[D]. 焦丽华.江苏大学 2016
[3]生物质三组分热解试验研究[D]. 陈爱慧.东北农业大学 2015
[4]生物质垃圾热解焚烧一体化装置设计[D]. 崔博.河北工业大学 2015
[5]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
[6]生物质燃烧碳烟释放特性及机理研究[D]. 石晓斌.华北电力大学 2013
[7]基于组分分析的生物质热解特性实验研究[D]. 王芸.上海交通大学 2012
[8]木质素热裂解行为的试验研究[D]. 王凯歌.浙江大学 2010
本文编号：3136898
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
生物质主要转化利用方式
浙江大学硕士学位论文绪论5聚合度通常在800～10000之间，微晶纤维素是天然纤维素长链部分降解后的产物，聚合度通常在150～300之间[28]。实验证明，具有20～30个葡萄糖重复单元的链即可呈现出纤维素的大部分特性[29]。图1.3纤维素分子结构1.1.3.2半纤维素结构半纤维素是在植物细胞壁里的含量仅次于纤维素的一类碳水高聚物，是由不同种类的单糖基构成的富含侧链的杂多糖[30]，主要分为聚木糖类、聚葡萄甘露糖类，支链的存在增加了半纤维素的结构复杂性，也影响了其结构特性，如降低了其结晶度，导致其宏观上表现为无定形状态。禾本科生物质的半纤维素多为聚木糖类，如秸秆、麦秆、稻壳等[31]，针叶木材的半纤维素大多是聚葡萄甘露糖类。木糖基是构成半纤维素的糖基中的主要部分，当然还含有部分其它糖基如，D-葡萄糖基、L-阿拉伯糖基、D-甘露糖基、以及呈酸性的4-氧甲基-D-葡萄糖醛酸基与半乳糖醛酸基等，这些糖基的含量约占20%[30]，半纤维素的基础链往往由两、三种糖基组成。如草本类生物质的半纤维素的主链主要是由D-砒喃式木聚糖基通过1→4-β糖苷键相连形成的，在碳2位或碳3位被D-葡萄糖基与L-阿拉伯糖基或者其它的糖残基取代形成侧链，侧链数量随生物质原料种类的不同而异，典型的结构简式如图1.4所示；针叶木材的半纤维素主要是以葡萄糖基和甘露糖基构成主链，部分甘露糖基的碳6位被D-砒喃式半乳聚糖基取代形成，结构简式如图1.5所示[32]。图1.44-氧甲基葡萄糖醛酸阿拉伯木聚糖分子结构
浙江大学硕士学位论文绪论5聚合度通常在800～10000之间，微晶纤维素是天然纤维素长链部分降解后的产物，聚合度通常在150～300之间[28]。实验证明，具有20～30个葡萄糖重复单元的链即可呈现出纤维素的大部分特性[29]。图1.3纤维素分子结构1.1.3.2半纤维素结构半纤维素是在植物细胞壁里的含量仅次于纤维素的一类碳水高聚物，是由不同种类的单糖基构成的富含侧链的杂多糖[30]，主要分为聚木糖类、聚葡萄甘露糖类，支链的存在增加了半纤维素的结构复杂性，也影响了其结构特性，如降低了其结晶度，导致其宏观上表现为无定形状态。禾本科生物质的半纤维素多为聚木糖类，如秸秆、麦秆、稻壳等[31]，针叶木材的半纤维素大多是聚葡萄甘露糖类。木糖基是构成半纤维素的糖基中的主要部分，当然还含有部分其它糖基如，D-葡萄糖基、L-阿拉伯糖基、D-甘露糖基、以及呈酸性的4-氧甲基-D-葡萄糖醛酸基与半乳糖醛酸基等，这些糖基的含量约占20%[30]，半纤维素的基础链往往由两、三种糖基组成。如草本类生物质的半纤维素的主链主要是由D-砒喃式木聚糖基通过1→4-β糖苷键相连形成的，在碳2位或碳3位被D-葡萄糖基与L-阿拉伯糖基或者其它的糖残基取代形成侧链，侧链数量随生物质原料种类的不同而异，典型的结构简式如图1.4所示；针叶木材的半纤维素主要是以葡萄糖基和甘露糖基构成主链，部分甘露糖基的碳6位被D-砒喃式半乳聚糖基取代形成，结构简式如图1.5所示[32]。图1.44-氧甲基葡萄糖醛酸阿拉伯木聚糖分子结构
【参考文献】：
期刊论文
[1]全球碳排放量2018年再创新高[J]. 宋峰,刘中军. 生态经济. 2019(02)
[2]江西省最大风速的分布研究[J]. 沈竞,彭王敏子,姚琳,温新龙,陈胜东. 江西科学. 2018(06)
[3]葡萄树枝烟气气氛下热解气化特性研究[J]. 杨楠楠,赵荣煊,刘联胜,段润泽,陈尚尚. 生物质化学工程. 2018(04)
[4]生物质三组分催化气化后焦油析出特性研究[J]. 俞海淼,刘阳,武子璐. 现代化工. 2018(08)
[5]禾本科植物细胞壁合成调控研究进展[J]. 胡炜晨,张同,胡振,王令强. 江苏农业学报. 2018(02)
[6]生物质高温热解气、液、固三相产物及碳烟生成特性[J]. 李艳,谭厚章,王学斌,白胜杰,阮仁晖,杨富鑫. 西安交通大学学报. 2018(01)
[7]我国生物质能源发展综述[J]. 石元春. 智慧电力. 2017(07)
[8]生物质碳烟颗粒物生成机理研究进展[J]. 田红,廖正祝. 洁净煤技术. 2017(03)
[9]秸秆露天燃烧对北方灰霾天气的影响分析[J]. 宋闯. 环境保护与循环经济. 2017(03)
[10]半纤维素模型化合物热解机理的理论研究[J]. 黄金保,吴隆琴,童红,刘朝,贺超,潘贵英. 燃料化学学报. 2016(08)
硕士论文
[1]济南春季大气细颗粒物PM2.5中多环芳烃（PAHs）及其衍生物（NPAHs，OPAHs）的污染特征和来源解析[D]. 姜盼.山东大学 2018
[2]生物质三组分混合热解特性及液化产物分析[D]. 焦丽华.江苏大学 2016
[3]生物质三组分热解试验研究[D]. 陈爱慧.东北农业大学 2015
[4]生物质垃圾热解焚烧一体化装置设计[D]. 崔博.河北工业大学 2015
[5]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
[6]生物质燃烧碳烟释放特性及机理研究[D]. 石晓斌.华北电力大学 2013
[7]基于组分分析的生物质热解特性实验研究[D]. 王芸.上海交通大学 2012
[8]木质素热裂解行为的试验研究[D]. 王凯歌.浙江大学 2010
本文编号：3136898
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/xnylw/3136898.html
