生物質超臨界液化的實驗研究.pdf

1、超臨界生物質液化是利用超臨界狀態(tài)下的水作為反應介質，生物質在其中進行熱解、氧化、還原等一系列熱化學反應的過程。主要的氣相產物是氫氣、二氧化碳、一氧化碳、甲烷和含C2-C4的烷烴等可燃的混合氣體，主要的液相產物是多糖及一些小分子的有機物。生物質能源來源廣泛，利用超臨界水將生物質液化制取燃料和有用化學品，是一種新型、高效的可再生能源轉化和利用過程，具有很高的能量轉化效率、很強的有機物無害化處理能力；與生物質的可再生性和水的循環(huán)使用相結合，可

2、以實現(xiàn)能源轉化利用與大自然的良性循環(huán)，值得深入開展研究工作。 本論文利用自行設計建造的一套間歇式超臨界水生物質液化實驗裝置上，進行實驗，主要研究在超臨界水環(huán)境中，以實際生物質為原料，圍繞液化過程中生物質的液化率，液相產率及液相組分的含量等指標，研究反應溫度、壓力、反應物質量、停留時間、催化劑等因素對液化反應的影響規(guī)律；用氣質聯(lián)用進行了液相產物的定性定量分析，認識了中間產物的產生、轉化過程，深入研究了超臨界水中生物質液的反應路徑和

3、反應機理，獲得了生物質液化最佳工藝和最佳工藝參數。 首先，在超臨界水中，以實際生物質為原料，對生物質液化工藝的有效性和主要影響因素進行了實驗考察。通過對液相產物的綜合分析，明確了生物質在超臨界水液化過程中發(fā)生的一系列反應，以及新生成的大量中間產物。這些中間產物并不穩(wěn)定，隨著溫度的升高和停留時間的延長，最終生成小分子的醛、酸以及氣體等。從而對現(xiàn)有的關于超臨界水中生物質液化的反應路徑和反應機理的認識，得到了拓展和加深。 實驗

4、研究結果表明，對于實際生物質來說，壓力是反應過程的主要影響因素。在一定壓力范圍內，隨著壓力的升高，液化效果進一步提高。反應停留時間一般10min左右可得最好液化效果，隨反應物的不同略有不同，但反應時間過長對于液化效果都無幫助。反應溫度對液化效果也有一定的影響，在超臨界以上高溫有助于液化，但在臨界點附近影響不大。催化劑對超臨界水中生物質液化的影響很大，結果表明，堿式催化劑可以有效地改善液化效果，可以促進環(huán)狀化合物的開環(huán)及異構化反應的進行。