生物質(zhì)是人類社會發(fā)展的重要物質(zhì)資源,采用熱化學(xué)方法將其轉(zhuǎn)化為氣、液、固體燃料,能夠有效替代石油化工產(chǎn)品,從而減少化石能源消耗,降低CO₂排放。生物質(zhì)熱解產(chǎn)物特性不僅與熱解參數(shù)(終溫、升溫速率等)選擇有關(guān),亦與其自身結(jié)構(gòu)組成密切相關(guān)。本文擬從生物質(zhì)纖維結(jié)構(gòu)、生物質(zhì)灰分特性入手,著重研究生物質(zhì)中低溫熱解下的氣、液相產(chǎn)物釋出規(guī)律以及焦炭結(jié)構(gòu)演變過程;并引入二維相關(guān)紅外光譜(2D-PCIS)分析方法,用于研究焦炭演變過程中的分子結(jié)構(gòu)變化特性,以此為基礎(chǔ)探索氣、液、固相產(chǎn)物形成過程中的關(guān)聯(lián)以及產(chǎn)物形成機理。采用上排氣固定床反應(yīng)器研究了生物質(zhì)三組分模型化合物(微晶纖維素、木聚糖、堿木質(zhì)素)的熱解產(chǎn)物特性以及關(guān)鍵產(chǎn)物形成機理。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)纖維素中低溫解聚反應(yīng)機制不同,低溫(≤350℃)解聚模式為鏈端脫離機制,主要化學(xué)反應(yīng)發(fā)生于吡喃環(huán)C-OH、C-H分子結(jié)構(gòu),易于促進左旋葡萄糖酮(LGO)、1.4:3,6-雙脫水-α-D吡喃葡萄糖(DAGP)產(chǎn)物生成;高溫解聚模式為鏈中斷鍵機制,糖苷鍵快速斷裂、吡喃環(huán)C₁-C₆醚化生成大量左旋葡萄糖(L...

【文章頁數(shù)】：194 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1-1生物質(zhì)纖維結(jié)構(gòu)組成

生物質(zhì)完好的保留了植物體纖維結(jié)構(gòu)，主要由纖維素、半纖維素、木質(zhì)素構(gòu)成。植物細胞微觀結(jié)構(gòu)下（見圖1-1），纖維素是細胞壁主要成分，半纖維素、木質(zhì)素通常依附于纖維素結(jié)構(gòu)之間，通過交織網(wǎng)方式來硬化細胞壁結(jié)構(gòu)。生物質(zhì)纖維結(jié)構(gòu)組成中，三種組分之間主要通過氫鍵締合連接，同時半纖維素、木質(zhì)素之....

圖1-2生物質(zhì)移動床熱解多聯(lián)產(chǎn)工藝流程圖

性運行問題，通過多級空冷、多級水冷方式實現(xiàn)了液體組分的有效分離與富集，提高了液體產(chǎn)物的潛在利用價值。目前，該項技術(shù)已在湖北鄂州建立了示范工程，生物質(zhì)年處理量50000噸，具體工藝流程詳見圖1-2。圖1-2生物質(zhì)移動床熱解多聯(lián)產(chǎn)工藝流程圖[20]1.3.2生物質(zhì)熱解液化應(yīng)用生....

圖1-3Ensyn公司循環(huán)流化床熱解液化工藝圖

Wellman公司基于阿斯頓大學(xué)設(shè)計的鼓泡流化床，在英國、中國化運行裝置，單個裝置處理容量為6~24噸/天[30,31]；加拿大Agri-種便攜式的小型鼓泡床液化裝置，該裝置能夠?qū)⑥r(nóng)林廢棄物快速生物質(zhì)日處理量最高可達10噸。相比鼓泡流化床，循環(huán)流化床燒爐，通過燃燒焦炭....

圖1-4BTG公司旋轉(zhuǎn)錐熱解液化工藝圖

華中科技大學(xué)博士學(xué)位論文在泵力、旋風分離器作用下快速進入冷凝系統(tǒng)，形成生物油0%；而后，焦炭和熱載體同時進入流化床燃燒爐，熱載體經(jīng)焦轉(zhuǎn)錐中，并與生物質(zhì)混合，以此循環(huán)，從而實現(xiàn)熱解液化的連司在馬來西亞建成了日處理量50噸的旋轉(zhuǎn)錐液化裝置，但由廠現(xiàn)已停止運行....

本文編號：3919821