【摘要】：隨著化石燃料的枯竭和全球環(huán)境的嚴(yán)重破壞,開(kāi)發(fā)可再生的清潔能源迫在眉睫。若對(duì)生物質(zhì)能合理利用,它不但是一種可再生能源,也是一種清潔能源。近年來(lái),以水為溶劑和反應(yīng)介質(zhì)的超臨界流體液化技術(shù)得到了廣泛研究。本文在綜述了大量參考文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,制定了一套生物質(zhì)在超臨界水中液化的實(shí)驗(yàn)方案,并進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)研究。 成功地自行設(shè)計(jì)了一套生物質(zhì)在超臨界水中液化的試驗(yàn)裝置。反應(yīng)釜的最高設(shè)計(jì)溫度為450℃,最高設(shè)計(jì)壓力為45MPa。采用錫浴加熱反應(yīng)釜,故反應(yīng)速度快。試驗(yàn)證明,本實(shí)驗(yàn)裝置能夠滿足實(shí)驗(yàn)要求,具有操作簡(jiǎn)單、維修方便、無(wú)二次污染和液化轉(zhuǎn)化率高等優(yōu)點(diǎn)。 試驗(yàn)中,對(duì)木屑、飛機(jī)草和花生殼三種生物質(zhì)原料的主要成分進(jìn)行分析,它們的主要成分是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素。纖維素的質(zhì)量含量最大、其次是木質(zhì)素和半纖維素,三者之和達(dá)95%以上。 木屑、飛機(jī)草和花生殼在超臨界水中液化,產(chǎn)生的氣體有焦油味;液體產(chǎn)物顯酸性,PH值在2.5～4.8之間。部分液化產(chǎn)物不穩(wěn)定,在保存過(guò)程中,顏色由淡黃色變?yōu)樽厣?最后有黑色樹(shù)脂狀沉淀生成。 對(duì)纖維素、木屑、飛機(jī)草和花生殼在不同反應(yīng)溫度下液化的產(chǎn)物進(jìn)行GC—MS分析,其成分相當(dāng)復(fù)雜,里面含有幾十種有機(jī)物。其中濃度相對(duì)較大的物質(zhì)主要是含有3～9個(gè)碳的小分子有機(jī)酸、糠醛及含有甲基、甲氧基的醛、酮、苯酚類化合物。比較其它研究者對(duì)纖維素、半纖維素和木質(zhì)素水解和熱分解產(chǎn)物的研究和實(shí)驗(yàn)中所得主要產(chǎn)物,可以推測(cè)出生物質(zhì)在超臨界水中液化時(shí),水解和熱解反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行,最終產(chǎn)物是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的水解和熱分解產(chǎn)物。且在水的臨界溫度(374.3℃)以上,反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)物成分影響不明顯,但對(duì)不同產(chǎn)物成分的濃度有較大影響。 另外,分別研究了反應(yīng)溫度、反應(yīng)給水體積和反應(yīng)物料加入質(zhì)量三者對(duì)纖維素、木屑、飛機(jī)草和花生殼在超臨界水中液化轉(zhuǎn)化率的影響,來(lái)確定出優(yōu)化工藝條件。優(yōu)化工藝條件為:在其它反應(yīng)條件不變時(shí),反應(yīng)溫度要控制在370℃～390℃;當(dāng)反應(yīng)釜體積為20毫升,在其它反應(yīng)條件不變時(shí),反應(yīng)給水量要控制在10～11毫升;其它反應(yīng)條件不變時(shí),反應(yīng)物料加入質(zhì)量與水的質(zhì)量比要控制在1:
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號(hào)】：TK6
【圖文】：

錫池和冷卻水池之間的導(dǎo)軌上來(lái)回運(yùn)動(dòng)。操作架的正中央是一個(gè)升降裝置，在升降裝置的末端是一個(gè)夾頭，是用來(lái)夾住反應(yīng)釜，通過(guò)控制升降裝置來(lái)控制反應(yīng)釜在錫池和冷卻水池中沿上、下方向運(yùn)動(dòng)。圖2.2為反應(yīng)裝置的外觀照片。圖2.2反應(yīng)裝置的外觀照片192.2PhotoofreaetionequiPment下面，分別簡(jiǎn)單介紹反應(yīng)裝置中各部分的設(shè)計(jì)。

將反應(yīng)釜內(nèi)液體過(guò)濾，收集在小的收集瓶中。從瓶外看，其液體顏色為淡黃色。充氮?dú)�，在避光處放�?4小時(shí)，在放置過(guò)程中，瓶中原有的澄清液體，由淡黃色慢慢變成棕色且出現(xiàn)混濁，最后有黑褐色的樹(shù)脂狀物質(zhì)沉淀。圖4.1為不同條件下液化產(chǎn)物的照片。在圖中，從左至右，分別為纖維素、木屑、飛機(jī)草和花生殼等物質(zhì)在超臨界水中液化，經(jīng)過(guò)濾后收集到的可溶于水的液化產(chǎn)物。一44一

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 朱廣用;大豆渣的資源化研究—亞臨界水解過(guò)程及熱解過(guò)程[D];上海大學(xué);2011年

2 呂學(xué)斌;木質(zhì)纖維素轉(zhuǎn)化為生物乙醇過(guò)程中關(guān)鍵問(wèn)題的研究[D];天津大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 王東;高壓反應(yīng)釜水熱液化制備生物油的實(shí)驗(yàn)研究[D];中國(guó)石油大學(xué)(北京);2016年

2 王奕雪;滇池底泥—褐煤超臨界水共氣化制氫實(shí)驗(yàn)研究[D];昆明理工大學(xué);2013年

3 何友寶;亞超臨界水技術(shù)在廢舊尼龍6解聚中的應(yīng)用[D];大連大學(xué);2008年

4 王琨;超臨界生物質(zhì)氣化制氫反應(yīng)過(guò)程研究[D];大連理工大學(xué);2007年

5 梁瑩;玉米秸稈稀硫酸預(yù)處理工藝研究[D];天津大學(xué);2007年

本文編號(hào)：2730817