基于分子蒸馏的生物油分离及产物特性研究
发布时间：2021-11-16 20:49
由木质纤维素类生物质通过快速热裂解制得的生物油通常含有较高的水含量和氧含量,以及较高的热不稳定性,需要通过一定手段改性提质后才可加以利用。生物油的组分分布复杂且含有丰富的族类化合物,采取单一的改性手段往往难以实现较高的全局转化效率,因此需对生物油预先进行组分分离,针对各组分特性优化提质路径,提升生物油的整体利用效率。分子蒸馏运行温度低、时间短的技术特点使其适用于分离热敏性较高的混合物。因此,本文基于分子蒸馏分离技术,开展了不同温度和压力条件下生物油分离及其产物特性的研究。通过一系列不同蒸馏温度和压力工况的分子蒸馏实验,探究不同工况下生物油分离产物的特性规律。研究发现,蒸出馏分含有较高的氢碳摩尔比和氧含量,随温度和真空度的降低而升高,残余馏分含有较高热值和碳含量,氢碳摩尔比接近于1;其中,酸醛类小分子含氧化合物全部富集于蒸出馏分,残余馏分中则含有丰富的酚类化合物。定义了分离因子,基于化合物在各分离产物中的GC-MS相对丰度,对该种生物油中十八种典型含氧化合物的蒸出能力进行半定量评价。结果表明,酸、醛、呋喃类的七种小分子化合物在各实验工况下保持了极强的蒸出性能;苯二酚的蒸出能力在酚类化合物...
【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】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
- 12018年全球能源消费结构[1]
浙江大学硕士学位论文绪论2图1- 2生物质产生和利用的碳循环示意图[3]研究表明[4]，我国每年约4.05亿吨农作物秸秆和1.59亿吨林业剩余物可供能源化利用，总量相当于2.91亿吨标煤。基于我国国情，发展生物质能可极大地改善能源消费结构，推进新农村和城镇化改革。首先，经济的发展使我国面临巨大的能源需求，而化石能源的过多消耗又使我国面临着环境恶化压力；其次我国原油的对外依存度已超过70%，对进口的严重依赖使我国在应对国际突发危机上处于被动位置。因此，我国生物质能产业发展既是战略对策，也是历史必然。1.2生物质能技术背景生物质可转化为两种主要能源形态，一种为电能或热能，另一种为液体燃料，通常根据不同种类生物质的水分、热值、工业成分、灰分、纤维素和木质素比例等确定合适的利用路径。生物质的主要转化路径可分为生化转化和物化转化，如图1-3所示。图1- 3生物质能转化技术路线[5]
浙江大学硕士学位论文绪论2图1- 2生物质产生和利用的碳循环示意图[3]研究表明[4]，我国每年约4.05亿吨农作物秸秆和1.59亿吨林业剩余物可供能源化利用，总量相当于2.91亿吨标煤。基于我国国情，发展生物质能可极大地改善能源消费结构，推进新农村和城镇化改革。首先，经济的发展使我国面临巨大的能源需求，而化石能源的过多消耗又使我国面临着环境恶化压力；其次我国原油的对外依存度已超过70%，对进口的严重依赖使我国在应对国际突发危机上处于被动位置。因此，我国生物质能产业发展既是战略对策，也是历史必然。1.2生物质能技术背景生物质可转化为两种主要能源形态，一种为电能或热能，另一种为液体燃料，通常根据不同种类生物质的水分、热值、工业成分、灰分、纤维素和木质素比例等确定合适的利用路径。生物质的主要转化路径可分为生化转化和物化转化，如图1-3所示。图1- 3生物质能转化技术路线[5]
【参考文献】：
期刊论文
[1]分子蒸馏纯化富含中长碳链甘油三酯的人乳替代脂[J]. 缪智诚,王雅寓,徐文迪,杨壮壮,王小三,金青哲,王兴国. 中国油脂. 2020(02)
[2]模拟生物油分子蒸馏的响应面法工况优化[J]. 卢亮,陈军昊,王树荣. 化工进展. 2018(07)
[3]生物质热解分级冷凝制备多品级生物油[J]. 马善为,张一鸣,丁浩植,朱锡锋. 太阳能学报. 2018(05)
[4]A review on the upgradingof bio-oil based on separation[J]. 王树荣,CAI QinJie,ZHANG Fan,CHEN JunHao,ZHAO Yuan,ZHU LingJun. Science Foundation in China. 2017(01)
[5]刮膜式分子蒸馏传质模型及其仿真[J]. 李慧,王珂鑫. 化工学报. 2015(03)
[6]农用生物炭研究进展与前景[J]. 陈温福,张伟明,孟军. 中国农业科学. 2013(16)
[7]不同蒸馏压力下的生物油分子蒸馏分离特性研究[J]. 王誉蓉,王树荣,王相宇,郭祚刚. 燃料化学学报. 2013(02)
[8]分子蒸馏技术及其应用[J]. 连锦花,孙果宋,雷福厚. 化工技术与开发. 2010(07)
[9]分子蒸馏过程的计算流体力学模拟[J]. 王燕飞,许松林. 化学工程. 2010(01)
[10]植物精油的提取与分离技术[J]. 瞿新华. 安徽农业科学. 2007(32)
博士论文
[1]生物质竹炭材料在超级电容器中的应用技术基础研究[D]. 杨帆.中国工程物理研究院 2019
[2]我国生物质原料资源及能源潜力评估[D]. 张蓓蓓.中国农业大学 2018
[3]离心式分子蒸馏的CFD/DSMC耦合算法模拟及实验研究[D]. 余江.天津大学 2016
硕士论文
[1]刮膜式分子蒸馏工艺优化控制研究[D]. 温永岁.长春工业大学 2018
[2]基于DSMC方法的分子蒸馏气相传递过程研究[D]. 李阳.天津大学 2015
本文编号：3499545
【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】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
- 12018年全球能源消费结构[1]
浙江大学硕士学位论文绪论2图1- 2生物质产生和利用的碳循环示意图[3]研究表明[4]，我国每年约4.05亿吨农作物秸秆和1.59亿吨林业剩余物可供能源化利用，总量相当于2.91亿吨标煤。基于我国国情，发展生物质能可极大地改善能源消费结构，推进新农村和城镇化改革。首先，经济的发展使我国面临巨大的能源需求，而化石能源的过多消耗又使我国面临着环境恶化压力；其次我国原油的对外依存度已超过70%，对进口的严重依赖使我国在应对国际突发危机上处于被动位置。因此，我国生物质能产业发展既是战略对策，也是历史必然。1.2生物质能技术背景生物质可转化为两种主要能源形态，一种为电能或热能，另一种为液体燃料，通常根据不同种类生物质的水分、热值、工业成分、灰分、纤维素和木质素比例等确定合适的利用路径。生物质的主要转化路径可分为生化转化和物化转化，如图1-3所示。图1- 3生物质能转化技术路线[5]
浙江大学硕士学位论文绪论2图1- 2生物质产生和利用的碳循环示意图[3]研究表明[4]，我国每年约4.05亿吨农作物秸秆和1.59亿吨林业剩余物可供能源化利用，总量相当于2.91亿吨标煤。基于我国国情，发展生物质能可极大地改善能源消费结构，推进新农村和城镇化改革。首先，经济的发展使我国面临巨大的能源需求，而化石能源的过多消耗又使我国面临着环境恶化压力；其次我国原油的对外依存度已超过70%，对进口的严重依赖使我国在应对国际突发危机上处于被动位置。因此，我国生物质能产业发展既是战略对策，也是历史必然。1.2生物质能技术背景生物质可转化为两种主要能源形态，一种为电能或热能，另一种为液体燃料，通常根据不同种类生物质的水分、热值、工业成分、灰分、纤维素和木质素比例等确定合适的利用路径。生物质的主要转化路径可分为生化转化和物化转化，如图1-3所示。图1- 3生物质能转化技术路线[5]
【参考文献】：
期刊论文
[1]分子蒸馏纯化富含中长碳链甘油三酯的人乳替代脂[J]. 缪智诚,王雅寓,徐文迪,杨壮壮,王小三,金青哲,王兴国. 中国油脂. 2020(02)
[2]模拟生物油分子蒸馏的响应面法工况优化[J]. 卢亮,陈军昊,王树荣. 化工进展. 2018(07)
[3]生物质热解分级冷凝制备多品级生物油[J]. 马善为,张一鸣,丁浩植,朱锡锋. 太阳能学报. 2018(05)
[4]A review on the upgradingof bio-oil based on separation[J]. 王树荣,CAI QinJie,ZHANG Fan,CHEN JunHao,ZHAO Yuan,ZHU LingJun. Science Foundation in China. 2017(01)
[5]刮膜式分子蒸馏传质模型及其仿真[J]. 李慧,王珂鑫. 化工学报. 2015(03)
[6]农用生物炭研究进展与前景[J]. 陈温福,张伟明,孟军. 中国农业科学. 2013(16)
[7]不同蒸馏压力下的生物油分子蒸馏分离特性研究[J]. 王誉蓉,王树荣,王相宇,郭祚刚. 燃料化学学报. 2013(02)
[8]分子蒸馏技术及其应用[J]. 连锦花,孙果宋,雷福厚. 化工技术与开发. 2010(07)
[9]分子蒸馏过程的计算流体力学模拟[J]. 王燕飞,许松林. 化学工程. 2010(01)
[10]植物精油的提取与分离技术[J]. 瞿新华. 安徽农业科学. 2007(32)
博士论文
[1]生物质竹炭材料在超级电容器中的应用技术基础研究[D]. 杨帆.中国工程物理研究院 2019
[2]我国生物质原料资源及能源潜力评估[D]. 张蓓蓓.中国农业大学 2018
[3]离心式分子蒸馏的CFD/DSMC耦合算法模拟及实验研究[D]. 余江.天津大学 2016
硕士论文
[1]刮膜式分子蒸馏工艺优化控制研究[D]. 温永岁.长春工业大学 2018
[2]基于DSMC方法的分子蒸馏气相传递过程研究[D]. 李阳.天津大学 2015
本文编号：3499545
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