稻壳热解多联产及其产物改性应用的基础研究

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1、学校代码：〇２８６！，分类号：ＴＫ６密级：公开ＵＤＣ１：６２学号４９０：１１８博士学位论文稻壳热解多联产及其产物改性应用的基础研究研宄生姓名：张书平导师姓名：熊源泉教授申请学位类别工学傅士学位授予单位东南大学一级学科名称动力工程及工程热物浬论文答辩□期２０１８年０１月３１日二级学科名称热能工程学位授予日期２０年月日答辩委员会主席沈来宏教授评阅人２０８０３１年１月１日博士学位论文稻壳热解多联产及其产物改性应用的基础研究专业名称：动力工程及工程热物理研究生姓名：张书平导师姓名：熊源泉８６３

2、２０１１ＡＡ０５Ａ２０１）２２４２０１６Ｋ４１０４１本论文获国家计划项目（，东南大学高水平论文项目（），江苏省普通高校研宄生科研创新计划项目和东南大学优秀博士论文基金资助。ＦＵＮＤＡＭＥＮＴＡＬＳＴＵＤＹＯＮＲＩＣＥＨＵＳＫＰＹＲＯＬＹＳＩＳＰＯＬＹＧＥＮＥＲＡＴＩＯＮＡＮＤＭＯＤＩＦＩＣＡＴＩＯＮＦＯＲＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＯＦＰＹＲＯＬＹＳＩＳＰＲＯＤＵＣＴＳＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｔｅｄｔｏＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＢＹＺＨＡＮＧ－ＳｈｕｉｎｐｇＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙｕａｎ－ｕａｎ

3、Ｐｒｏｆ．ＸＩＯＮＧＹｑＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＪａｎｕａｒｙ２０１８东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研宂成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我—同工作的同志对本研宄所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研宄生签名：ｂ齡东南大学学位论文使用授权声明东南大学《中国学术期

4、刊（光盘版）》电子杂、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、志社有限公司、万方数据电子出版社、北京万方数据股份有限公司有权保留本人所送交学位，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文论文的复印件和电子文档。本人电子文档的一査阅和借阅致，允许论文被，可内容和纸质论文的内容相。除在保密期内的保密论文外以公布（包括以电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括以电子信息形式刊登）授权东南大学研宄生院办理。研究牛签名：９导师签名期：分ｎ卜“摘要工的副产物一，是种重要的农林生物质资源稻壳是水稻加，因此在我国大力发展稻壳生物质资源化

5、利用技术，对有效保障能源供给安全、改善环境污染和减少碳排放具有重要的意义。生物质热解多联产技术由于其在工艺和经济性方面的优势，现阶段较符合我国生物质能源的发展需求。但是，由于热解所得热解气、生物油和生物焦产物品质较低，直接一步发展利用困难，限制了生物质热解多联产技术的进。基于此，本文从稻壳热解多联产及其产物改性利用方面，开展了相应的基础和应用研宂。－（１）采用联合酸洗烘焙预处理从源头上调控生物质原料的品质，并揭示预处理过程对稻壳样品理化特性的影响机制。对预处理前后稻壳样品的燃料特性、表面官能团、晶体结构、微观形貌、可磨性和疏水性等物理化学特性进行分析，结果发现联合预

6、处理脱除了稻壳样品中大量的无机矿物元素，，尤其是碱金属和碱土金属（ＡＡＥＭｓ）同时也提高了稻壳样品的燃料特性，改善了样品的可磨性和疏水性。通过对比未酸洗和酸洗后、、稻壳样品烘焙过程的固液气三相产物收益率和烘焙液与气体产物的品质，发现酸洗，预处理过程对随后烘焙过程具有显著的影响，酸洗后稻壳烘焙过程的固体收益率提高烘焙液中乙酸含量降低，糖类含量提高。－（２）通过热重分析仪和固定床热解实验台，研宂了联合酸洗烘焙预处理对热解动力学及热解多联产气、液、固三相产物特性的影响机制。热解动力学分析结果发现，对于所有稻壳样品活化能五总体上都是随着转化率ａ的增加而逐步增加的，酸洗预

7、处理对稻壳样品热解平均活化能有些许提髙，且随着烘焙温度的升高，平均活化能值逐渐增大。采用等转化率法和模型拟合方法求解热解反应机理的模型函数，发现在主要热解反应区，间内，反应级数模型函数占主导作用。基于固定床热解反应器研究分析了预处理对稻壳样品热解多联产三相产物的影响。结果发现酸洗过程增加了生物油的收益率，降低了生物焦和不可凝气产物的收益率，，而随后的烘焙过程则降低了生物油的收益