農(nóng)作物秸稈水熱液化過(guò)程及機(jī)理的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-05 08:32
我國(guó)生物質(zhì)資源豐富,僅農(nóng)作物秸稈的年產(chǎn)量達(dá)7億t以上。如果將農(nóng)作物秸稈采用直接液化的方式轉(zhuǎn)化為液體燃料,則不僅能夠彌補(bǔ)化石燃料的不足,而且有助于環(huán)境保護(hù)。生物質(zhì)水熱液化技術(shù)是最具有發(fā)展前景的生物質(zhì)液化技術(shù)之一,備受世界各國(guó)關(guān)注。為此,開(kāi)展農(nóng)作物秸桿水熱液化過(guò)程及機(jī)理的研究,不僅可為秸稈生物質(zhì)水熱液化技術(shù)的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)提供理論依據(jù)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù),而且可為其它生物質(zhì)或有機(jī)質(zhì)廢棄物的有效利用提供參考。本文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:(1)采用熱重分析儀對(duì)不同氣氛(N2、H2、CO、C02和空氣)下生物質(zhì)組分模型化合物(纖維素、半纖維素和木質(zhì)素)及農(nóng)作物秸稈(玉米稈、小麥稈和棉花稈)的熱失重行為進(jìn)行了研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn):在三種生物質(zhì)組分模型化合物中,纖維素的熱失重溫度區(qū)間較窄,失重率最高,半纖維素?zé)崾е仄鹗紲囟茸畹?木質(zhì)素?zé)崾е芈首畹;生物質(zhì)組分模型化合物在不同氣氛下的最終熱失重率遵循空氣>C02>H2>N2>CO;相同氣氛下,不同農(nóng)作物秸稈原料的熱失重行為基本相近;農(nóng)作物秸稈在不同氣氛下的最終熱失重率遵循C02>空氣>H2>N2>CO。動(dòng)力學(xué)分析表明:3種...
【文章來(lái)源】:華東理工大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:141 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
前言
第1章 文獻(xiàn)綜述
1.1 生物質(zhì)和生物質(zhì)能
1.1.1 生物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)
1.1.2 生物質(zhì)能特點(diǎn)
1.1.3 生物質(zhì)利用現(xiàn)狀
1.2 生物質(zhì)液化技術(shù)
1.2.1 生物化學(xué)技術(shù)
1.2.2 間接液化技術(shù)
1.2.3 直接液化技術(shù)
1.3 生物質(zhì)水熱液化技術(shù)
1.3.1 亞臨界和超臨界水的性質(zhì)
1.3.2 生物質(zhì)水熱液化技術(shù)的特點(diǎn)
1.4 生物質(zhì)水熱液化研究現(xiàn)狀
1.4.1 生物質(zhì)水熱液化工藝流程
1.4.2 生物質(zhì)水熱液化所涉及的化學(xué)反應(yīng)
1.4.3 生物質(zhì)組分模型化合物水熱液化研究
1.4.4 生物質(zhì)水熱液化過(guò)程的研究
1.4.5 生物質(zhì)水熱液化液相產(chǎn)物的性質(zhì)
1.4.6 還原性氣氛下生物質(zhì)水熱液化研究
1.5 本文研究目的和意義
第2章 不同氣氛下農(nóng)作物秸稈及生物質(zhì)組分模型化合物的熱失重行為研究
2.1 主要試驗(yàn)裝置與儀器
2.2 試驗(yàn)部分
2.2.1 原料及試劑
2.2.2 熱失重試驗(yàn)過(guò)程及動(dòng)力學(xué)計(jì)算
2.2.3 測(cè)試和分析
2.3 試驗(yàn)結(jié)果與討論
2.3.1 原料的基本性質(zhì)分析
2.3.2 生物質(zhì)組分模型化合物的熱失重行為及動(dòng)力學(xué)研究
2.3.3 農(nóng)作物秸稈熱失重行為及動(dòng)力學(xué)研究
2.4 本章小結(jié)
第3章 非催化條件下農(nóng)作物秸稈水熱液化過(guò)程的研究
3.1 主要試驗(yàn)裝置與儀器
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 原料及試劑
3.2.2 液化試驗(yàn)裝置及過(guò)程
3.2.3 液化產(chǎn)物分離
3.2.4 分析和測(cè)試
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 液化產(chǎn)物分離方案的選擇
3.3.2 索氏抽提器中抽提筒的改進(jìn)
3.3.3 液化工藝條件對(duì)農(nóng)作物秸稈水熱液化過(guò)程的影響
3.3.4 氣氛對(duì)玉米稈水熱液化產(chǎn)物理化性質(zhì)的影響
3.3.5 CO氣氛下不同農(nóng)作物秸稈水熱液化產(chǎn)物的理化性質(zhì)研究
3.4 本章小結(jié)
第4章 CO氣氛下農(nóng)作物秸稈水熱催化液化過(guò)程的研究
4.1 主要實(shí)驗(yàn)裝置與儀器
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料、試劑和催化劑
4.2.2 液化試驗(yàn)裝置及過(guò)程
4.2.3 液化產(chǎn)物分離
4.2.4 分析和測(cè)試
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 均相催化劑條件下玉米稈水熱液化過(guò)程的研究
4.3.2 非均相催化劑條件下玉米稈水熱液化過(guò)程的研究
4.3.3 非均相催化劑和均相催化劑對(duì)小麥稈水熱液化影響的比較
4.4 本章小結(jié)
第5章 生物質(zhì)組分模型化合物水熱液化過(guò)程研究
5.1 主要實(shí)驗(yàn)裝置與儀器
5.2 實(shí)驗(yàn)部分
5.2.1 原料、試劑和催化劑
5.2.2 液化試驗(yàn)過(guò)程
5.2.3 液化產(chǎn)物分離
5.2.4 分析和測(cè)試
5.3 結(jié)果與討論
5.3.1 氣氛對(duì)纖維素水熱催化和非催化液化過(guò)程的影響
5.3.2 溫度對(duì)CO氣氛下纖維素水熱液化過(guò)程的影響
5.3.3 堿性催化劑對(duì)CO氣氛下纖維素水熱液化過(guò)程的影響
5.3.4 CO氣氛下不同生物質(zhì)組分模型化合物水熱催化液化的比較
5.4 本章小結(jié)
第6章 木醋液在農(nóng)作物秸稈水熱液化中的應(yīng)用研究
6.1 主要實(shí)驗(yàn)裝置與儀器
6.2 實(shí)驗(yàn)部分
6.2.1 原料及試劑
6.2.2 液化試驗(yàn)裝置及過(guò)程
6.2.3 液化產(chǎn)物分離
6.2.4 分析和測(cè)試
6.3 結(jié)果與討論
6.3.1 木醋液基本性質(zhì)分析
6.3.2 木醋液對(duì)CO氣氛下棉花稈水熱液化過(guò)程的影響
6.4 本章小結(jié)
第7章 全文總結(jié)
參考文獻(xiàn)
致謝
附件一 博士期間發(fā)表的論文及專利
附件二 本文創(chuàng)新點(diǎn)和不足之處
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]磷化鎢催化轉(zhuǎn)化纖維素制乙二醇[J]. 趙冠鴻,鄭明遠(yuǎn),王愛(ài)琴,張濤. 催化學(xué)報(bào). 2010(08)
[2]勝利褐煤在CO+H2O系統(tǒng)中液化的研究[J]. 徐熠,張德祥,金山,趙荌荌,高晉生. 化學(xué)工程. 2010(03)
[3]不同纖維素原料超臨界水解的研究[J]. 鞏桂芬,張明玉,邢立新,劉丹鈺,黃玉東. 生物加工過(guò)程. 2010(02)
[4]小龍?zhí)逗置翰煌瑲夥障乱夯阅艿难芯縖J]. 水恒福,劉健龍,王知彩,張德祥. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2009(03)
[5]草類生物質(zhì)熱解特性及動(dòng)力學(xué)的對(duì)比研究[J]. 傅旭峰,仲兆平,肖剛,李睿. 鍋爐技術(shù). 2009(03)
[6]生物質(zhì)化學(xué)組分在空氣和合成氣下的熱重行為研究[J]. 王剛,李文,薛欽昭,衣悅濤,李保慶. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2009(02)
[7]木質(zhì)纖維素在亞/超臨界水中液化的初步研究[J]. 鞏桂芬,張明玉,黃玉東,張玉軍,覃杏珍. 應(yīng)用化工. 2008(11)
[8]花生殼中纖維素和木質(zhì)素含量的測(cè)定方法[J]. 范鵬程,田靜,黃靜美,雷文泉,邱會(huì)東. 重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2008(05)
[9]幾種生物質(zhì)的TG-DTG分析及其燃燒動(dòng)力學(xué)特性研究[J]. 梁愛(ài)云,惠世恩,徐通模,趙欽新,周屈蘭,譚厚章,孫鵬. 可再生能源. 2008(04)
[10]生物質(zhì)高壓液化生物油的研究進(jìn)展[J]. 孫培勤,臧哲學(xué),孫紹暉,陳俊武. 現(xiàn)代化工. 2008(03)
本文編號(hào):3477451
【文章來(lái)源】:華東理工大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:141 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
前言
第1章 文獻(xiàn)綜述
1.1 生物質(zhì)和生物質(zhì)能
1.1.1 生物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)
1.1.2 生物質(zhì)能特點(diǎn)
1.1.3 生物質(zhì)利用現(xiàn)狀
1.2 生物質(zhì)液化技術(shù)
1.2.1 生物化學(xué)技術(shù)
1.2.2 間接液化技術(shù)
1.2.3 直接液化技術(shù)
1.3 生物質(zhì)水熱液化技術(shù)
1.3.1 亞臨界和超臨界水的性質(zhì)
1.3.2 生物質(zhì)水熱液化技術(shù)的特點(diǎn)
1.4 生物質(zhì)水熱液化研究現(xiàn)狀
1.4.1 生物質(zhì)水熱液化工藝流程
1.4.2 生物質(zhì)水熱液化所涉及的化學(xué)反應(yīng)
1.4.3 生物質(zhì)組分模型化合物水熱液化研究
1.4.4 生物質(zhì)水熱液化過(guò)程的研究
1.4.5 生物質(zhì)水熱液化液相產(chǎn)物的性質(zhì)
1.4.6 還原性氣氛下生物質(zhì)水熱液化研究
1.5 本文研究目的和意義
第2章 不同氣氛下農(nóng)作物秸稈及生物質(zhì)組分模型化合物的熱失重行為研究
2.1 主要試驗(yàn)裝置與儀器
2.2 試驗(yàn)部分
2.2.1 原料及試劑
2.2.2 熱失重試驗(yàn)過(guò)程及動(dòng)力學(xué)計(jì)算
2.2.3 測(cè)試和分析
2.3 試驗(yàn)結(jié)果與討論
2.3.1 原料的基本性質(zhì)分析
2.3.2 生物質(zhì)組分模型化合物的熱失重行為及動(dòng)力學(xué)研究
2.3.3 農(nóng)作物秸稈熱失重行為及動(dòng)力學(xué)研究
2.4 本章小結(jié)
第3章 非催化條件下農(nóng)作物秸稈水熱液化過(guò)程的研究
3.1 主要試驗(yàn)裝置與儀器
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 原料及試劑
3.2.2 液化試驗(yàn)裝置及過(guò)程
3.2.3 液化產(chǎn)物分離
3.2.4 分析和測(cè)試
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 液化產(chǎn)物分離方案的選擇
3.3.2 索氏抽提器中抽提筒的改進(jìn)
3.3.3 液化工藝條件對(duì)農(nóng)作物秸稈水熱液化過(guò)程的影響
3.3.4 氣氛對(duì)玉米稈水熱液化產(chǎn)物理化性質(zhì)的影響
3.3.5 CO氣氛下不同農(nóng)作物秸稈水熱液化產(chǎn)物的理化性質(zhì)研究
3.4 本章小結(jié)
第4章 CO氣氛下農(nóng)作物秸稈水熱催化液化過(guò)程的研究
4.1 主要實(shí)驗(yàn)裝置與儀器
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料、試劑和催化劑
4.2.2 液化試驗(yàn)裝置及過(guò)程
4.2.3 液化產(chǎn)物分離
4.2.4 分析和測(cè)試
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 均相催化劑條件下玉米稈水熱液化過(guò)程的研究
4.3.2 非均相催化劑條件下玉米稈水熱液化過(guò)程的研究
4.3.3 非均相催化劑和均相催化劑對(duì)小麥稈水熱液化影響的比較
4.4 本章小結(jié)
第5章 生物質(zhì)組分模型化合物水熱液化過(guò)程研究
5.1 主要實(shí)驗(yàn)裝置與儀器
5.2 實(shí)驗(yàn)部分
5.2.1 原料、試劑和催化劑
5.2.2 液化試驗(yàn)過(guò)程
5.2.3 液化產(chǎn)物分離
5.2.4 分析和測(cè)試
5.3 結(jié)果與討論
5.3.1 氣氛對(duì)纖維素水熱催化和非催化液化過(guò)程的影響
5.3.2 溫度對(duì)CO氣氛下纖維素水熱液化過(guò)程的影響
5.3.3 堿性催化劑對(duì)CO氣氛下纖維素水熱液化過(guò)程的影響
5.3.4 CO氣氛下不同生物質(zhì)組分模型化合物水熱催化液化的比較
5.4 本章小結(jié)
第6章 木醋液在農(nóng)作物秸稈水熱液化中的應(yīng)用研究
6.1 主要實(shí)驗(yàn)裝置與儀器
6.2 實(shí)驗(yàn)部分
6.2.1 原料及試劑
6.2.2 液化試驗(yàn)裝置及過(guò)程
6.2.3 液化產(chǎn)物分離
6.2.4 分析和測(cè)試
6.3 結(jié)果與討論
6.3.1 木醋液基本性質(zhì)分析
6.3.2 木醋液對(duì)CO氣氛下棉花稈水熱液化過(guò)程的影響
6.4 本章小結(jié)
第7章 全文總結(jié)
參考文獻(xiàn)
致謝
附件一 博士期間發(fā)表的論文及專利
附件二 本文創(chuàng)新點(diǎn)和不足之處
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]磷化鎢催化轉(zhuǎn)化纖維素制乙二醇[J]. 趙冠鴻,鄭明遠(yuǎn),王愛(ài)琴,張濤. 催化學(xué)報(bào). 2010(08)
[2]勝利褐煤在CO+H2O系統(tǒng)中液化的研究[J]. 徐熠,張德祥,金山,趙荌荌,高晉生. 化學(xué)工程. 2010(03)
[3]不同纖維素原料超臨界水解的研究[J]. 鞏桂芬,張明玉,邢立新,劉丹鈺,黃玉東. 生物加工過(guò)程. 2010(02)
[4]小龍?zhí)逗置翰煌瑲夥障乱夯阅艿难芯縖J]. 水恒福,劉健龍,王知彩,張德祥. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2009(03)
[5]草類生物質(zhì)熱解特性及動(dòng)力學(xué)的對(duì)比研究[J]. 傅旭峰,仲兆平,肖剛,李睿. 鍋爐技術(shù). 2009(03)
[6]生物質(zhì)化學(xué)組分在空氣和合成氣下的熱重行為研究[J]. 王剛,李文,薛欽昭,衣悅濤,李保慶. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2009(02)
[7]木質(zhì)纖維素在亞/超臨界水中液化的初步研究[J]. 鞏桂芬,張明玉,黃玉東,張玉軍,覃杏珍. 應(yīng)用化工. 2008(11)
[8]花生殼中纖維素和木質(zhì)素含量的測(cè)定方法[J]. 范鵬程,田靜,黃靜美,雷文泉,邱會(huì)東. 重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2008(05)
[9]幾種生物質(zhì)的TG-DTG分析及其燃燒動(dòng)力學(xué)特性研究[J]. 梁愛(ài)云,惠世恩,徐通模,趙欽新,周屈蘭,譚厚章,孫鵬. 可再生能源. 2008(04)
[10]生物質(zhì)高壓液化生物油的研究進(jìn)展[J]. 孫培勤,臧哲學(xué),孫紹暉,陳俊武. 現(xiàn)代化工. 2008(03)
本文編號(hào):3477451
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