基于超临界水中生物质的热化学液化

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1、大连理工大学硕士学位论文超临界水中生物质的热化学液化姓名：贾志刚申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：胡浩权2001.3.1——．查些竺三查兰竺!兰些堡兰．———————————●—_-————__————_—-—__-●——●_———_●_————-———_————一一摘要从生物质中得到液体燃料和化工原料，从而减少环境污染和开辟新的化工原料资源是目前生物质研究的重点。本文在半连续实验装置上，以水为溶剂对生物质秸秆(包括玉米秸、玉米芯、高粱秸、豆秸和稻草)进行热化学液化实验．研究以水为溶剂生物质的液化反应

2、特性。一、f研究表明，在25MPa，终温400"C，升温速度3"C／rain，水流率5mL／min的条件下生物质秸秆非等温液化实验得到的转化率为89％以Jz，其中主要产物为水可溶物(WS)，达到50％左右。水不溶物(wI)和气体(Gas)产率分别为lO％和30％左右。本文对生物质秸秆中组成成分与各产物产率之问进行了关联。对生物质秸秆的液化机理做了探讨。实验中WS、WI和Gas的生成速率随温度的上升而在不同的温度出现峰值。WS、Gas和WI生成速率出现峰值的温度分别为200℃h-右、300℃左右和300℃以上。

3、在水的流率分别为3mL／min、4mL／min、5mL／min下进行的液化实验发现水流率的增大有利于总转化率和WS产率的提高，而不利于WI的生成。在压力分别为10MPa、20MPa、25MPa下的实验表明，提高压力有利于提高总转化率、WS和WI产率，而Gas产率的变化不大。通过对气体用气相色谱分析发现气体中含有较多的H2，较少的CO，说明有水煤气置换反应发生。随着温度的升高气体中H2的含量有所升高，而C02的含量下降。气体的热值比典型热解气化高。元素分析表明WI和WS中含有较多的O，这对于液体产物的热值和化学

4、稳定性有一定的负面影响。WI比WS的H／C原子比小而O／C差别不大，说明WI中含芳烃和多环芳烃较多。从煤与稻草的共热解实验发现生物质的加入没有产生协同作用的效果。由于两者的热解温度相差较大，所以生物质的加入没有提高煤热解的转化率。而稻草与煤的共液化实验表明稻草的适当加入有利于煤的萃取液化，可以提高煤在温和条件下萃取的总转化率、WS和WI的产率。关键词：生物质、煤、超临界、水、液化．查兰些三苎兰竺!：竺竺堡兰———_————————_——————-————————————————————————————————

5、———————————————————一一AbstractInasemi、continuousreactor,biomasswastesincludingcornsstraw,comcob．burrastrap,',legumestrawandricestraw,wereliquefiedinsupercriticalwater．Reactionfeatureofbiomasswastesinsupercriticalwaterwasstudied．Theproducts、、’ereseparatedinto

6、residue，water—soluble，vcaterinsolubleandgas．TheresultsindicatethattheliquefactionconversionofbiomassstudiediSupto89％andabOUt50％oftheproductarewater—soluble．Thewaterinsolubleandgasyieldareabout10％and30％respectively．Basedonthesedata，alinearfitequation、、rasest

7、ablished．whichCanexplaintherelationbetweenthecomponentsofthebiomassandthedifferentproductyields．Theproductformationratesvariedwithtemperature．whichindicatethatthedj艇rentcompoundsjnbiomasssuchasextractable．eelJulose，ligninandhemicelluloseconvertatdifierentte

8、mperaturebvdi脏rentroute．TheWSandGasformationratereachapeakinabout200。Cand300℃accordingly．MostoftheWIYieldsafter300℃．Experimentsunderdifierentflowrateandpressurewerecarriedout．Theresultsindicatethathigh