生物質(zhì)組分熱裂解行為實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、生物質(zhì)熱裂解技術(shù)能夠制取高品位液體燃料從而實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)資源的高效利用，因此對(duì)于該技術(shù)的研究備受國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)注。然而熱裂解制得的生物油成分復(fù)雜且性質(zhì)不穩(wěn)定導(dǎo)致其不能直接作為動(dòng)力燃料使用，這同樣也一定程度限制了熱裂解技術(shù)的大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。其中一個(gè)重要的原因是缺乏對(duì)生物質(zhì)熱裂解機(jī)理的深入研究。本文依托相關(guān)科研項(xiàng)目，對(duì)于生物質(zhì)三大組分熱裂解固體產(chǎn)物的演變以及真實(shí)提取生物質(zhì)三大組分熱裂解行為進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。
　　對(duì)于生物質(zhì)熱裂解的研究多從

2、揮發(fā)分入手，而對(duì)固體產(chǎn)物的關(guān)注則不多。利用氙燈光照加熱試驗(yàn)臺(tái)研究了纖維素、半纖維素、木質(zhì)素?zé)崃呀獾墓腆w產(chǎn)物的變化過程。采用元素分析、SEM、FTIR、XRD等分析方法觀察三大組分熱裂解各階段固體產(chǎn)物。纖維素?zé)崃呀膺^程中，纖維素先部分解聚形成低聚纖維素，之后發(fā)生糖環(huán)開環(huán)與糖苷鍵斷裂這一競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)。半纖維素?zé)崃呀膺^程中，半纖維素側(cè)鏈?zhǔn)紫劝l(fā)生分解，之后糖苷鍵被破壞，主鏈開始解聚，木糖單元較晚才發(fā)生反應(yīng)。木質(zhì)素?zé)崃呀庵饕l(fā)生側(cè)鏈分解與主鏈解聚，木

3、質(zhì)素基本單元的破壞主要發(fā)生在最終焦炭形成過程中。
　　不同生物質(zhì)中各組分的組成和結(jié)構(gòu)都不盡相同。使用白松提取真實(shí)纖維素進(jìn)行熱裂解行為的研究，采用元素分析、FTIR、XRD等分析方法探究其詳細(xì)化學(xué)結(jié)構(gòu)。纖維素是由葡萄糖通過β-1,4-糖苷鍵連接而成。真實(shí)提取的纖維素由于其分子量較大且含有豐富的晶狀結(jié)構(gòu)，其熱穩(wěn)定性好。纖維素?zé)崃呀庵饕勺笮暇厶恰?-HMF、1-羥基-2-丙酮、糠醛等。
　　半纖維素的提取較為困難，因此關(guān)于真

4、實(shí)提取半纖維素?zé)崃呀獾难芯枯^少。使用堿法提取白松半纖維素進(jìn)行熱裂解行為的研究。采用元素分析、FTIR、NMR等分析方法探究其詳細(xì)化學(xué)結(jié)構(gòu)并進(jìn)行分析。軟木半纖維素主要由β-1,4-葡甘露聚糖和β-1,4-木聚糖組成。從熱裂解動(dòng)力學(xué)以及熱裂解產(chǎn)物分布兩方面開展對(duì)提取半纖維素的熱裂解行為的研究。其熱裂解主要生成乙酸、5-HMF、糠醛、左旋葡聚糖、丙酮、1-羥基-2-丙酮等。
　　針對(duì)生物質(zhì)的另一重要組分——木質(zhì)素，采用Bjorkman法