农作物秸秆水热液化过程及机理的研究

发布时间：2021-11-05 08:32

　　我国生物质资源丰富,仅农作物秸秆的年产量达7亿t以上。如果将农作物秸秆采用直接液化的方式转化为液体燃料,则不仅能够弥补化石燃料的不足,而且有助于环境保护。生物质水热液化技术是最具有发展前景的生物质液化技术之一,备受世界各国关注。为此,开展农作物秸杆水热液化过程及机理的研究,不仅可为秸秆生物质水热液化技术的进一步开发提供理论依据和基础数据,而且可为其它生物质或有机质废弃物的有效利用提供参考。本文的主要研究内容和结果如下：（1）采用热重分析仪对不同气氛（N2、H2、CO、C02和空气）下生物质组分模型化合物（纤维素、半纤维素和木质素）及农作物秸秆（玉米秆、小麦秆和棉花秆）的热失重行为进行了研究,结果发现：在三种生物质组分模型化合物中,纤维素的热失重温度区间较窄,失重率最高,半纤维素热失重起始温度最低,木质素热失重率最低；生物质组分模型化合物在不同气氛下的最终热失重率遵循空气>C02>H2>N2>CO；相同气氛下,不同农作物秸秆原料的热失重行为基本相近；农作物秸秆在不同气氛下的最终热失重率遵循C02>空气>H2>N2>CO。动力学分析表明：3种... 

【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：141 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
前言
第1章 文献综述
    1.1 生物质和生物质能
        1.1.1 生物质组成和结构
        1.1.2 生物质能特点
        1.1.3 生物质利用现状
    1.2 生物质液化技术
        1.2.1 生物化学技术
        1.2.2 间接液化技术
        1.2.3 直接液化技术
    1.3 生物质水热液化技术
        1.3.1 亚临界和超临界水的性质
        1.3.2 生物质水热液化技术的特点
    1.4 生物质水热液化研究现状
        1.4.1 生物质水热液化工艺流程
        1.4.2 生物质水热液化所涉及的化学反应
        1.4.3 生物质组分模型化合物水热液化研究
        1.4.4 生物质水热液化过程的研究
        1.4.5 生物质水热液化液相产物的性质
        1.4.6 还原性气氛下生物质水热液化研究
    1.5 本文研究目的和意义
第2章 不同气氛下农作物秸秆及生物质组分模型化合物的热失重行为研究
    2.1 主要试验装置与仪器
    2.2 试验部分
        2.2.1 原料及试剂
        2.2.2 热失重试验过程及动力学计算
        2.2.3 测试和分析
    2.3 试验结果与讨论
        2.3.1 原料的基本性质分析
        2.3.2 生物质组分模型化合物的热失重行为及动力学研究
        2.3.3 农作物秸秆热失重行为及动力学研究
    2.4 本章小结
第3章 非催化条件下农作物秸秆水热液化过程的研究
    3.1 主要试验装置与仪器
    3.2 实验部分
        3.2.1 原料及试剂
        3.2.2 液化试验装置及过程
        3.2.3 液化产物分离
        3.2.4 分析和测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 液化产物分离方案的选择
        3.3.2 索氏抽提器中抽提筒的改进
        3.3.3 液化工艺条件对农作物秸秆水热液化过程的影响
        3.3.4 气氛对玉米秆水热液化产物理化性质的影响
        3.3.5 CO气氛下不同农作物秸秆水热液化产物的理化性质研究
    3.4 本章小结
第4章 CO气氛下农作物秸秆水热催化液化过程的研究
    4.1 主要实验装置与仪器
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料、试剂和催化剂
        4.2.2 液化试验装置及过程
        4.2.3 液化产物分离
        4.2.4 分析和测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 均相催化剂条件下玉米秆水热液化过程的研究
        4.3.2 非均相催化剂条件下玉米秆水热液化过程的研究
        4.3.3 非均相催化剂和均相催化剂对小麦秆水热液化影响的比较
    4.4 本章小结
第5章 生物质组分模型化合物水热液化过程研究
    5.1 主要实验装置与仪器
    5.2 实验部分
        5.2.1 原料、试剂和催化剂
        5.2.2 液化试验过程
        5.2.3 液化产物分离
        5.2.4 分析和测试
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 气氛对纤维素水热催化和非催化液化过程的影响
        5.3.2 温度对CO气氛下纤维素水热液化过程的影响
        5.3.3 碱性催化剂对CO气氛下纤维素水热液化过程的影响
        5.3.4 CO气氛下不同生物质组分模型化合物水热催化液化的比较
    5.4 本章小结
第6章 木醋液在农作物秸秆水热液化中的应用研究
    6.1 主要实验装置与仪器
    6.2 实验部分
        6.2.1 原料及试剂
        6.2.2 液化试验装置及过程
        6.2.3 液化产物分离
        6.2.4 分析和测试
    6.3 结果与讨论
        6.3.1 木醋液基本性质分析
        6.3.2 木醋液对CO气氛下棉花秆水热液化过程的影响
    6.4 本章小结
第7章 全文总结
参考文献
致谢
附件一 博士期间发表的论文及专利
附件二 本文创新点和不足之处


【参考文献】：
期刊论文
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[2]胜利褐煤在CO+H2O系统中液化的研究[J]. 徐熠,张德祥,金山,赵荌荌,高晋生.  化学工程. 2010(03)
[3]不同纤维素原料超临界水解的研究[J]. 巩桂芬,张明玉,邢立新,刘丹钰,黄玉东.  生物加工过程. 2010(02)
[4]小龙潭褐煤不同气氛下液化性能的研究[J]. 水恒福,刘健龙,王知彩,张德祥.  燃料化学学报. 2009(03)
[5]草类生物质热解特性及动力学的对比研究[J]. 傅旭峰,仲兆平,肖刚,李睿.  锅炉技术. 2009(03)
[6]生物质化学组分在空气和合成气下的热重行为研究[J]. 王刚,李文,薛钦昭,衣悦涛,李保庆.  燃料化学学报. 2009(02)
[7]木质纤维素在亚/超临界水中液化的初步研究[J]. 巩桂芬,张明玉,黄玉东,张玉军,覃杏珍.  应用化工. 2008(11)
[8]花生壳中纤维素和木质素含量的测定方法[J]. 范鹏程,田静,黄静美,雷文泉,邱会东.  重庆科技学院学报(自然科学版). 2008(05)
[9]几种生物质的TG-DTG分析及其燃烧动力学特性研究[J]. 梁爱云,惠世恩,徐通模,赵钦新,周屈兰,谭厚章,孙鹏.  可再生能源. 2008(04)
[10]生物质高压液化生物油的研究进展[J]. 孙培勤,臧哲学,孙绍晖,陈俊武.  现代化工. 2008(03)



本文编号：3477451