玉米秸稈熱解制取生物油及其性質(zhì)研究

【摘要】：進(jìn)入21世紀(jì),人類不僅面臨著嚴(yán)峻的能源問題,而且面臨著能源開發(fā)引起的環(huán)境問題。生物質(zhì)做為一種具有清潔性、可再生性的能源具備化石能源所不具備的優(yōu)勢,日益得到國內(nèi)外研究者的重視。生物質(zhì)的利用技術(shù)較多,熱裂解技術(shù)由于能獲得固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三種產(chǎn)物并且液態(tài)產(chǎn)物—生物油具有用于燃料油、提取有機(jī)化學(xué)品的優(yōu)勢而被廣泛研究。 本論文以農(nóng)業(yè)廢棄物玉米秸稈為研究對象,采用流化床熱解反應(yīng)器,以生物油產(chǎn)率為目標(biāo)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),綜合考察了熱解溫度、升溫速率、原料粒徑、載氣流量和種類對生物油產(chǎn)率的影響。結(jié)果表明熱解溫度是最重要的影響因素,在525℃時(shí)生物油產(chǎn)率達(dá)到49%。隨載氣流量和升溫速率的增加,生物油產(chǎn)率逐漸趨于穩(wěn)定值。正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明玉米秸稈熱解最佳工藝條件為:熱解溫度為525℃,升溫速率為150℃/min,原料粒徑為1.4mmdp1.6mm,載氣流量為170cm3/min,載氣采用熱解內(nèi)循環(huán)氣。 本論文以玉米秸稈熱重分析數(shù)據(jù)為依據(jù),提出分布活化能模型并對模型參數(shù)求解:指前因子A,分布活化能標(biāo)準(zhǔn)值E0,活化能偏差σ分別為7.8×108min-1,114.5KJ/mol,6.4KJ/mol。該模型的提出對熱解反應(yīng)器的設(shè)計(jì)以及熱解工藝參數(shù)的確定有重要的指導(dǎo)意義。 本論文對生物油的組分、密度、粘度、pH、含水量、熱值、元素含量進(jìn)行了分析。結(jié)果表明生物油含水量在25%～43%之間,偏酸性,粘度、密度、熱值隨含水量增加而降低。GC-MS分析表明生物油主要組分為多元酚、酮、酯、醇、醛及有機(jī)酸類,通過分離提純可提取有機(jī)化學(xué)品。熱解溫度對生物油品質(zhì)有重要影響:含水量和熱值隨溫度升高先增加后降低,粘度隨溫度升高而降低,FT-IR和GC-MS聯(lián)機(jī)分析表明不同熱解溫度下生物油組成略有不同。本論文考察了放置1天、30天、90天、180天的生物油均勻性和穩(wěn)定性,結(jié)果表明生物油在放置過程中均勻性和穩(wěn)定性均較差。本論文對生物油性質(zhì)的分析為其標(biāo)準(zhǔn)制定做出了基礎(chǔ)性研究。 【關(guān)鍵詞】：玉米秸稈 熱解 生物油 性質(zhì)
【學(xué)位授予單位】：沈陽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TE667
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-25
• 1.1 引言11-12
• 1.1.1 生物質(zhì)能源概念11
• 1.1.2 生物質(zhì)能源特點(diǎn)11-12
• 1.2 生物質(zhì)利用的意義12-15
• 1.2.1 經(jīng)濟(jì)意義12-13
• 1.2.2 環(huán)境意義13-14
• 1.2.3 社會意義14-15
• 1.3 生物質(zhì)利用技術(shù)簡介15-16
• 1.4 生物質(zhì)熱解技術(shù)現(xiàn)狀16-21
• 1.4.1 國外熱解技術(shù)現(xiàn)狀17-20
• 1.4.2 國內(nèi)熱解技術(shù)現(xiàn)狀20-21
• 1.5 生物油簡介21-23
• 1.6 本論文意義和研究內(nèi)容23
• 1.7 本章小結(jié)23-25
• 第2章 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和原料及研究方法25-33
• 2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及軟件25-27
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)用小型設(shè)備25
• 2.1.2 熱重分析儀25-26
• 2.1.3 GC-MS 分析儀26
• 2.1.4 Matlab 數(shù)學(xué)軟件及遺傳算法工具箱26-27
• 2.1.5 熱解實(shí)驗(yàn)設(shè)備27
• 2.2 實(shí)驗(yàn)原料及特性分析27-31
• 2.2.1 玉米秸稈來源27
• 2.2.2 玉米秸稈粒徑和堆積密度分析27-28
• 2.2.3 玉米秸稈組成分析28
• 2.2.4 玉米秸稈熱值分析28-29
• 2.2.5 玉米秸稈元素分析和工業(yè)分析29
• 2.2.6 玉米秸稈熱重分析29-31
• 2.3 研究方法31
• 2.3.1 熱解動力學(xué)分布活化能模型分析方法31
• 2.3.2 生物油性質(zhì)分析方法31
• 2.3.3 生物油均勻性和穩(wěn)定性分析方法31
• 2.4 本章小結(jié)31-33
• 第3章 玉米秸稈熱解動力學(xué)研究33-41
• 3.1 分布活化能模型簡介33
• 3.2 分布活化能模型的推導(dǎo)33-36
• 3.3 分布活化能模型的計(jì)算36-38
• 3.4 模型參數(shù)對分布活化能模型的影響38-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第4章 玉米秸稈熱解制備生物油工藝研究41-55
• 4.1 玉米秸稈熱解機(jī)理41-43
• 4.2 玉米秸稈熱解實(shí)驗(yàn)43-46
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)流程43
• 4.2.2 單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)43-45
• 4.2.3 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)45-46
• 4.3 玉米秸稈熱解影響因素分析46-54
• 4.3.1 玉米秸稈粒徑的影響46-47
• 4.3.2 熱解溫度的影響47-48
• 4.3.3 升溫速率的影響48-49
• 4.3.4 載氣流量的影響49-50
• 4.3.5 載氣種類的影響50-51
• 4.3.6 反應(yīng)時(shí)間的影響51
• 4.3.7 冷凝方式的影響51-53
• 4.3.8 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析53-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 第5章 生物油性質(zhì)研究55-73
• 5.1 生物油理化性質(zhì)研究55-67
• 5.1.1 生物油含水量分析55-57
• 5.1.2 生物油密度分析57-58
• 5.1.3 生物油動力粘度分析58-60
• 5.1.4 生物油的元素分析60-61
• 5.1.5 生物油pH 分析61-62
• 5.1.6 生物油熱值分析62-63
• 5.1.7 生物油組分分析63-67
• 5.2 生物油均勻性和穩(wěn)定性研究67-71
• 5.3 本章小結(jié)71-73
• 結(jié)論73-75
• 參考文獻(xiàn)75-80
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及取得的科研成果80-81
• 致謝81-82
• 摘要82-86
• ABSTRACT86-90

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生物油的精制對其腐蝕與磨損性能的影響    徐玉福;胡獻(xiàn)國;王瓊杰;李文東;

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水葫蘆低溫液化制取生物油的試驗(yàn)研究    張良;周東;張士成;陳建民;

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生物質(zhì)自熱式熱解液化研究與應(yīng)用    朱錫鋒;郭慶祥;陸強(qiáng);

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滸苔可提煉生物油    廣日

生物油在肥試產(chǎn)成功    劉純友 通訊員　 汪明星

寧波營建“生物油林”    通訊員 謝秀瓊　記者 蔣勇

中科大熱解液化秸稈制生物油    特約記者　楊保國

美開發(fā)出家禽廢棄物轉(zhuǎn)化生物油裝置    記者 姜海

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基于分子蒸餾技術(shù)的生物油分級品位提升研究    郭祚剛

木質(zhì)原料快速熱解制取生物油及生物油分級催化提質(zhì)研究    彭錦星

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生物油在亞臨界、超臨界流體中的制備與提質(zhì)改性研究    張冀翔

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生物油的精煉提質(zhì)研究    阮仁祥

溶劑對生物油熱穩(wěn)定性和加氫提質(zhì)效應(yīng)研究    李智君

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催化酯化改質(zhì)生物油的試驗(yàn)研究    王錦江

生物油低溫催化加氫預(yù)處理    李其義

玉米秸稈熱解制取生物油及其性質(zhì)研究    王通洲

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