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文檔簡介
1、隨著社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人類對化石燃料的消耗量也與日俱增。然而,化石燃料的不可再生性使得人類意識到開發(fā)可再生能源工藝的急迫性。做為自然界中儲藏量巨大、具有回收性的生物質(zhì)原料,生物質(zhì)原料的能源化轉(zhuǎn)化過程將有望緩解未來可能出現(xiàn)的能源危機(jī)。
本文以溶劑體積比為1,4-二氧六環(huán)-水為反應(yīng)溶劑,考察了典型生物質(zhì)稻草在亞/超臨界1,4-二氧六環(huán)-水中的液化行為。在本項(xiàng)研究中,催化劑對稻草亞/超臨界液化行為的影響結(jié)果表明,堿性催化劑(Ca
2、CO3和Na2CO3)能夠促進(jìn)油相產(chǎn)率的提高,并降低渣相產(chǎn)率,即提高稻草的液化轉(zhuǎn)化率。然而,其他幾種采用的催化劑能夠降低渣相產(chǎn)率,但是并不能有效地促進(jìn)稻草液化轉(zhuǎn)化。其中,個(gè)別催化劑的加入,會降低油相產(chǎn)率,如TiO2和FeSO4等。原因可能是反應(yīng)釜內(nèi)側(cè)壁面及壁面沾附的由歷次實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的固相薄層中的某些金屬本身也能夠?qū)Φ静莩?亞臨界液化過程產(chǎn)生催化作用。因此,額外加入的這些催化劑并不能對液化產(chǎn)生影響,甚至有些本身就存在負(fù)催化效果。
3、 本文重點(diǎn)研究了在碳酸鈉催化條件下,液化溫度和停留時(shí)間對稻草亞/超臨界液化行為的影響。在生物質(zhì)亞/超臨界液化過程中,生物質(zhì)降解的中間產(chǎn)物和自由基等會發(fā)生一系列聚合和再聚合反應(yīng)。在較低的液化溫度下,反應(yīng)產(chǎn)物中以固相產(chǎn)物,即殘?jiān)嗑佣?。?dāng)亞/超臨界液化溫度升高時(shí),木質(zhì)素的降解效率大幅提高。木質(zhì)素降解生成的苯氧基自由基與纖維素和半纖維素降解所產(chǎn)生的自由基、產(chǎn)物以及產(chǎn)物二次降解所形成的中間產(chǎn)物結(jié)合,形成各相液化產(chǎn)物。當(dāng)反應(yīng)體系進(jìn)入超臨界狀態(tài)時(shí)
4、,混合溶劑的溶解能力和傳質(zhì)特性得到明顯的提高?;旌先軇┝己玫娜芙庑阅芎蛡髻|(zhì)特性使稻草亞/超臨界液化反應(yīng)更加激烈的進(jìn)行,促進(jìn)輕組分的生成。
同時(shí),1,4-二氧六環(huán)體積含量高(50、80和100 vol.%)能夠得到較高的油相產(chǎn)率。重油相的最高產(chǎn)率發(fā)生在1,4-二氧六環(huán)含量為20 vol.%的反應(yīng)中。同時(shí),最低的渣相產(chǎn)物出現(xiàn)在1,4-二氧六環(huán)體積比例為50 vol.%的反應(yīng)中。當(dāng)混合溶劑體積比不是1:1時(shí),稻草不能更完全地發(fā)生
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