生物油的烯烃改性精制及应用基础研究

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1、中国科学技术大学博士学位论文生物油的烯烃改性精制及应用基础研究姓名：杨续来申请学位级别：博士专业：可再生洁净能源指导教师：朱锡锋20100401摘要纯的DEC作为含氧燃料添加剂使尸j；利用DEC分离分级生物油可以提高生物油的能源利用和提取化工产品相结合的经济可行性；大孔强酸酸性阳离子树脂Amberlyst15在生物油中的催化活性要好于30％Cs2．5／K．10，但在使用过程中易发生溶胀而分解流失。钙基改性生物油(CEBs)可吼。r’i接应用于燃油锅炉，有研究表明CEBs煅烧过程析出的有机气体CnHm

2、在合适的气氛下有明显的脱硝效果，而煅烧后形成的多孔CaO具有很高的活性，能够有效地脱除S02气体，生产成本远低于工业用醋酸钙或醋酸钙镁等有机钙盐。本研究通过添加不同量的Ca(OH)2到生物油中得奄0不同性质的CEB，比较了CEBs与有机钙盐醋酸钙(CA)的煅烧分解特性，采用Coats．Redfern君lJDoyle两季巾积分方程对样品分解的动力学数据进行了估算，结论认为分别在pH为8和10两个条件下得到的CEB8和CEBl0可以直接以液态的形式喷入燃煤炉膛，宣现能源利用与脱硫脱硝剂的结合：CEBs的

3、热分解过程‘jCA的很相似，可以分为四个阶段：第一阶段主要为样品中水分的丢失：第二阶段主要为CEBs中轻质组分的燃烧f、I及重质有机组分的炭化；第三阶段也就是有机钙盐的分解生成CaC03，伴随着一些炭化有机物的燃烧；第四个阶段主要就是CaC03分解生成CaO的辽程；生物渊i中含有的碱金属元素可以加速CaC03的分解以及CaO的烧结，使得CEB的分解煅烧速率要快与CA。CEBs分解得到的多4LCaO的比表面秘要小于CA分解伯芏拍勺CaO，但前者孔隙率大于后者；CEBs煅烧后形成的多孑LCaO的比表面积

4、和孑L隙率都随CEBs中钙含量的增加而下降。动力学数据表明样品热分解的第二、三个阶段的分解是以成核和核生长为控制步骤的A1机理进行的，多孑LCaO的生成是这一机理最直接的证明；除CEBl2外的样品的热分解第四阶段是以球形对称三维相界面反应为控制步骤的R3机理，由于CEBl2含有很多未反应的Ca(OH)2，导致CEBl2在该阶段的分解还是以成核和核生长为控制步骤的A1机理进行。关键词：生物油精制；固体酸；烯烃加成：液体燃料；清洁燃烧IlABSTRACTBiomassisarenewableandcar

5、bon-neutralenergyresource．Theexploitationofbio—energyiscompatiblewiththedevelopmentoflow—carboneconomyandsociety．Biomasscanbeconvertedintoliquidfuelcalledbio—oilbyfastpyrolysistechnology，afrontiertechnologyintherenewableenergyfield．However．bio-oilrefin

6、ingisneededbeforeitsuseforatransportationfuelispossible，duetoitspoorfuelpropertiessuchascomplexcomposition，lowthermalstability，andstrongcorrosivenessandimmisciblewithfossilfuel．Analternativetorefiningbio—oiltohydrocarbonsisthepartialconversiontoalessac

7、idic，lesshydrophilicandhigherheatingvaluetirolmixturewhichret一；,assubstantialoxygen．Therefore．we卜”，etriedtoinvestigatethemodificationofbio—oilusingacidcatalyzedreactionsofolefinsandolefinmixtureswithbio—oil．Fuelproductionbypartialupgradingoffastpyrolys

8、isoilwitholefinsisourgoal．Nevertheless，almostallbio—oilupgradingsarestillinlaboratory，SOtheremustbealongtimebeforeapracticalresultonbio-oilupgradingappears．Butthecalcium—enrichedbio—oil(CEB)，whichcombinesthefunctionsoffuel，desulfurizera