论文摘要
生物质能具有环保、可再生利用等的特点,随着化石能源日趋枯竭,生物质能的利用日益受到世界各国政府和科学家们的重视,并有望成为未来替代汽车燃料的重要来源。本文以超临界技术为手段,利用热化学法将丰富的生物质资源转化为可再生的、具有价格优势的、性能良好的生物燃料为目标,并主要用于汽车。论文主要研究生物质在超临界甲醇、乙醇中的热解行为,并优化其热解参数,分析了主要热解产物,初步揭示了生物质主要成分纤维素、木质素和半纤维素的解聚机理,实现优化和控制热解过程的目标,为工业化和产业化提供应用方案和技术支持。论文以实验研究为手段,设计了超临界热裂解装置,通过设定相关实验参数,围绕温度、压力、加热时间、催化剂、颗粒度、固液比等系列因素进行热解参数优化。并运用气相色谱质谱联用仪（GC-MS）、热重分析仪等现代分析仪器对热解动力学、热解产物成分进行了分析,并通过理论分析初步揭示了生物质在超临界介质中的热解机理。论文有以下研究结果或结论:（1）建立了竹子的热解动力学经验模型;（2）通过实验提出了竹子、杉木等生物质在超临界甲醇、乙醇中的优化热解参数;（3）论文分析了热解反应产物,其主要为C10以下的醇类、酯类、酮类和醚类等物质;（4）实验研究了催化剂对液化率和分解率的影响,并指出碳酸钾等催化剂有利于液化率的提高;（5）分析了生物质中主要成分纤维素、木质素和半纤维素在超临界热解过程中的主要产物和解聚机理;（6）论文对生物质与废旧塑料的共液化进行了研究,结果显示塑料可作为供氢体系或热解中形成液化膜,使生物质液化率提高。
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摘要ABSTRACT1 绪论1.1 生物质能源的发展需求与技术平台1.1.1 生物质能源的发展需求1.1.2 生物能源转化平台（Conversion Platform）1.2 生物质的化学成分及主要性质1.2.1 纤维素1.2.2 半纤维素1.2.3 木质素1.3 生物质液化技术的研究进展1.3.1 生物质高压液化技术1.3.2 生物质溶剂分解技术1.3.3 生物质发酵技术1.3.4 生物质快速热裂解技术1.3.5 生物质间接液化技术1.3.6 生物质超临界萃取技术1.3.7 生物质水热提升技术（HTU）1.4 超临界流体技术的简介1.4.1 超临界流体技术基本知识1.4.2 超临界流体技术的分类1.5 超临界流体技术在生物质液化的应用1.5.1 纤维素、半纤维素超临界液化1.5.2 木质素超临界液化1.5.3 生物质全成分超临界液化1.6 本文的主要研究任务2 竹子成分与热解失重行为分析2.1 竹子的化学成分分析2.2 竹子的元素分析2.3 竹子的热解失重行为分析2.3.1 竹材的热失重与失重速率2.3.2 竹材热解的四个阶段2.3.3 竹材种类对热解过程的影响2.3.4 升温速率对热解过程的影响2.4 竹子的热解反应动力学研究2.5 本章小结3 生物质在超临界低碳醇中热解反应研究及产物分析3.1 实验设备与原料3.2 实验方案与步骤3.2.1 原料的准备3.2.2 超临界热解3.2.3 实验结果处理3.3 实验结果与讨论3.3.1 温度对反应的影响3.3.2 反应时间对反应的影响3.3.3 反应压力对反应的影响3.4 反应产物分析3.5 本章小结4 催化剂等对以超临界醇类为介质的生物质化学反应的影响4.1 碳酸钾对液化率与液化产物的影响4.1.1 不同温度下碳酸钾对液化率和分解率的影响4.1.2 碳酸钾用量对液化率和分解率的影响4.1.3 碳酸钾对反应产物的影响4.1.4 结论4.2 氢氧化钠对液化率与液化产物的影响4.2.1 不同温度下氢氧化钠对液化率和分解率的影响4.2.2 氢氧化钠用量对液化率和分解率的影响4.3 颗粒度对液化率和分解率的影响4.4 固液比对液化率的影响4.5 本章小结5 生物质种类对超临界液化效果的影响5.1 脱脂棉的超临界液化5.1.1 分解率和液化率分析5.1.2 产物成分分析5.2 杉木的超临界液化5.3 生物质化学成分对超临界液化的影响5.4 本章小结6 塑料和竹子的共液化与超临界液化的反应机理6.1 塑料与竹子的共液化实验结果分析6.1.1 分解率和液化率分析6.1.2 反应产物分析6.2 基于醇类介质的超临界液化机理分析6.2.1 超临界醇类中毛竹的纤维素反应机理6.2.2 超临界醇类中毛竹的半纤维素和木质素的反应机理6.3 共液化的促进作用与机理研究6.4 本章小结7 本文结论和主要创新点7.1 本文主要结论7.2 本文主要创新点7.3 今后工作的展望和建议参考文献个人简历致谢
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