發(fā)布時間：2025-05-04 18:36

　　通過快速熱解技術(shù)可將儲量豐富的農(nóng)林廢棄生物質(zhì)直接轉(zhuǎn)化為易儲運(yùn)、能量密度高的液體燃料生物油。然而,粗生物油品質(zhì)較低,無法直接高品位利用。生物質(zhì)熱解機(jī)理的深入認(rèn)識可為后續(xù)反應(yīng)器設(shè)計、熱解過程優(yōu)化以及后續(xù)提質(zhì)改性提供理論指導(dǎo)。生物質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜無序,不同生物質(zhì)的組成差異很大,直接從整體生物質(zhì)出發(fā)探索生物質(zhì)熱解機(jī)理的難度很大。從纖維素、半纖維素和木質(zhì)素三大組分出發(fā),探索熱解過程是可行的方案。從最早的纖維素?zé)峤獾难芯抗ぷ鞯浆F(xiàn)在,生物質(zhì)熱解機(jī)理的研究已經(jīng)經(jīng)歷了60多年。然而,到目前為止,相關(guān)機(jī)理尚不完善。著眼于此,本文首先考察纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的熱解過程。并在此基礎(chǔ)上,研究不同種生物質(zhì)結(jié)構(gòu)特性的差異對熱解反應(yīng)途徑的影響規(guī)律�；趯ι镔|(zhì)熱解機(jī)理的深入研究,本文還進(jìn)行生物質(zhì)熱解過程的選擇性調(diào)控研究,重點(diǎn)探索烘焙預(yù)處理對組分結(jié)構(gòu)和后續(xù)熱解的影響,以及通過表面修飾優(yōu)化催化劑性能,最終實現(xiàn)熱解的源頭調(diào)控。針對纖維素,結(jié)合熱解過程中官能團(tuán)演變的原位表征,微型熱解實驗研究和密度泛函(DFT)理論計算,探究纖維素的初始熱解過程。發(fā)現(xiàn),纖維素在初始熱解過程中通過糖苷鍵斷裂、脫水、開環(huán)、解聚等反應(yīng),生成C=C鍵和C...

【文章頁數(shù)】：176 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1-2半纖維素基本組成單元結(jié)構(gòu)[26]。

半纖維素屬于細(xì)胞壁的締結(jié)物質(zhì),以較短的鏈狀形式排列在纖維素骨架上。半纖維素由短鏈雜多糖組成,呈現(xiàn)無定型和多支鏈結(jié)構(gòu),聚合度在200左右[28]。組成半纖維素的基本糖單元主要包括六碳糖(葡萄糖、甘露糖和半乳糖)和五碳糖(木糖和阿拉伯糖)以及少部分鼠李糖和果糖。此外,半纖維素中還存在....

圖1-3木質(zhì)素基本組成單元及主要連接鍵[26]。

作為細(xì)胞壁的硬固成分,木質(zhì)素由對羥基苯基丙烷(H型,又稱香豆醇)、愈創(chuàng)木基丙烷(G型,又稱松柏醇)和紫丁香基丙烷(S型,又稱芥子醇)單元通過不同種芳基連接鍵連接而成。木質(zhì)素中這3種苯丙烷單元的含量與生物質(zhì)的種類密切相關(guān)。軟木木質(zhì)素主要以G型單元為主,其含量可占總量的90-95%;....

圖1-4世界上目前正在運(yùn)行的生物質(zhì)快速熱解液化商業(yè)和示范項目分布。

生物質(zhì)快速熱解液化在國外已取得了一定的商業(yè)化應(yīng)用。據(jù)國際能源機(jī)構(gòu)IEABionerngyTask34—DirectThermochemicalLiquefaction工作組數(shù)據(jù)統(tǒng)計,目前正在運(yùn)行的生物質(zhì)快速熱解液化商業(yè)和示范項目有26個[46],見圖1-4。其中企業(yè)主要....

圖1-5旋轉(zhuǎn)錐熱解反應(yīng)系統(tǒng)

荷蘭BTG公司主要采用的是屯特大學(xué)開發(fā)的基于旋轉(zhuǎn)錐反應(yīng)器的生物質(zhì)快速熱解工藝,見圖1-5[48]。旋轉(zhuǎn)錐反應(yīng)工藝與循環(huán)流化床過程較為相似。其主要特點(diǎn)為:通過旋轉(zhuǎn)錐離心作用將熱床料和生物質(zhì)抬升,生物質(zhì)受熱分解;隨后生成的焦炭和床料輸送至流化床中,由此進(jìn)入二次流化床燃燒室燃燒并加熱床....

本文編號：4042723