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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文秸秆生物质慢速热解冷凝液分离的实验研究论文作者：蔡雨辰学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：化工过程机械指导教师：陈文义职称：教授资助基金项目：河北省科技支撑项目，编号：11230909D-5DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofChemicalProcessEquipmentEXPERIMENTALSTUDYOFTHESTRAWBIOMASSSLOWPYROLYSISCONDENSA
2、TESEPARATIONbyCaiYuchenSupervisor:Prof.ChenWenyiMay2016ThisworkwassupportedbytheprojectofScienceandTechnologysupportofHebeiProvince.No.11230909D-5.I摘要慢速热解对秸秆处理和综合利用具有重要意义，在慢速热解过程中得到可利用的液体产物为生物质冷凝液，离心分离后冷凝液出现分层现象，上层为木醋液，下层为木焦油。本文以为生物质能源高效利用为出发点，选取木醋液和木焦油为研究对象，通过采用傅里叶光谱仪和气相
3、色谱-质谱联用仪等设备对萃取产物以及蒸馏馏分进行分析，为生物质冷凝液处理技术在化学工业以及能源方面提供有利数据。(1)木醋液组分中含有多种化合物，如醇类、酮类、酚类和烷烃类等，每种成分起到的作用也不相同，所以木醋液具有多种用途，但与发达国家相比我国对于木醋液的开发利用相差甚远，从而也严重阻碍了我国对于生物质的开发与利用。将木醋液作为原料，对其采用三种不同极性的有机溶剂进行萃取，并运用GC-MS技术检测萃取物中的成分及含量。结果表明：二氯甲烷的相对萃取率最高，为22.2%，说明木醋液中具有大量二氯甲烷可溶物，极性与二氯甲烷相近，乙醚和乙酸乙
4、酯对木醋液中有机组分的溶解能力较差，相对萃取率分别为12.8%和10.1%，推测这两种溶剂的极性与木醋液的差别较大。(2)木焦油具有高水分、高含氧量、高挥发量、低热值的特点。但因为其含水量和含氧量较高，且夹杂部分杂质，需要对其净化、改性后才可以作为燃料油进行使用。采用常压(P=0MPa，90-180℃)和减压(P=-0.1MPa，60-180℃)两种条件下分别对木焦油进行蒸馏，获得轻、中、重三馏分及黑色粘稠木沥青，采用傅里叶光谱仪和气相色谱-质谱联用技术测定馏分中有机成分及相对含量，并对各馏分进行特性分析,总结相应化合物在蒸馏过程中的聚集
5、规律；结合分离因子对木焦油中的15种典型化合物的聚集特性进行分析。结果表明：轻、中馏分含水率较高，相对含量较低；重馏分含水率低，相对含量较高，且热值与原料相比略有增加。酸类集中在轻馏分中，酚类集中在轻、中馏分，其中轻馏分以苯酚类为主，中馏分以间甲酚为主，重馏分中主要含有烯类和烷类物质，残留物木沥青可用作路面材料，均具有较高的工业利用价值。关键词：慢速热解木醋液木焦油萃取常/减压蒸馏分离因子IABSTRACTSlowpyrolysisofstrawprocessingandcomprehensiveutilizationisofgreats
6、ignificance,intheprocessofslowpyrolysis,gettheliquidproductcanbeusediscalledthickwoodvinegarliquid,aftercentrifugalseparationcanbedividedintotwolayers,theuppercalledclearwoodvinegarliquid,thelowercalledsedimentarywoodtar.Basedonthebiomassenergyutilizationasastartingpoint,
7、selectbiomasswoodvinegarliquidandwoodtarastheresearchobject,byusingsuchasfourierspectrometerandgaschromatography-massspectrometrydetectordevicesanalyzetheproductextractionanddistillationfraction,providedataofbiomassliquidpyrolysistechnologyinchemicalindustryandenergy.(1)W
8、oodvinegarliquidcontainsavarietyofcompounds,suchasalcohols,ketones,acids,phenols,andalkane,etc.,
