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《福建农林大学》 2010年
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笋壳流化床快速热解制取生物质油的研究

廖益强  
【摘要】: 生物质快速热解(biomass fast pyrolysis)液化技术是可再生能源发展领域中的前沿技术之一。在国内外众多的生物质快速热解液化装置类型中,流化床反应器(fluidized reactor)制造工艺比较成熟,应用最为广泛。笋壳(Bamboo Shoot Shell)是农产品竹笋加工过程的剩余物,作为一种优质的生物质,笋壳的纤维素、木质素的含量很高。利用笋壳为原料通过流化床快速热解方式制取生物质油,具有重要的环境效益、经济效益和社会效益。本文在国家林业局“948”项目“木屑和锯末热解制取洁净燃料和化学品技术”的依托下,根据鼓泡流化床的特点以及笋壳的热解特性,研制出生物质快速热解的流化床热解反应器,并以笋壳为原料进行快速热解制取生物质油的实验研究,采用FTIR、GC-MS对生物质油进行分析。具体研究工作如下: 1、自行研制出生物质流化床快速热解装置。本装置给出以变径、变螺距加气流输送的螺旋给料机的设计思想、设计方法和计算过程;从反应器的处理能力入手,进行物料衡算和热量衡算,设计计算流化床反应器的结构和几何尺寸以及各附属设备的选型;研究分析生物质热解产物特性、旋风分离器的工作原理以及结构,给出合理设计及相关计算,实现气固产物高效分离;提出生物质油骤冷冷凝器的设计思想,为达到骤冷目的,采取二次冷凝的构想和设计思路。 2、通过对毛竹笋壳进行热重分析(TG)、红外光谱分析(FTIR)、热解过程的动力学分析,求取笋壳热解过程的反应的活化能及动力学参数。试验结果表明:笋壳的红外吸收光谱图主要由烃基、碳基、碳水化合物及苯环等吸收带组成。笋壳的热解(TG曲线)过程分为脱水、预热解、热解(剧烈失重)、炭化(缓慢失重)四个阶段,主反应阶段主要集中在250~650℃左右。生物质热解的快慢主要取决于原料粒径和升温速率两个影响因素。用Doyle法求出不同升温速率下笋壳热解的表观活化能在120~160 kJ·mol~(-1)之间,利用动力学补偿效应得出了相应的动力学参数,确定了笋壳热解反应的动力学方程,认为一级反应模型可以对反应机理进行较好的描述。 3、以毛竹笋壳为原料,石英砂为流化介质,在自行研制的流化床快速热解装置上进行热解试验。研究热解温度、物料尺寸、进料速率、滞留时间、不同添加剂对生物质油产率的影响。试验结果表明:四种添加剂中添加剂Ⅳ的效果最好,加入添加剂Ⅳ笋壳快速热解温度可以降低将近100℃;笋壳的物料尺寸为小于1 mm比较适合本实验装置;进料速度是50 g·min~(-1)、滞留时间是小于1 s、添加剂Ⅳ浓度0.4 %,生物质油的产率可达66.7%。 4、利用FTIR和GC-MS分析了毛竹笋壳生物质油的主要化学成分,并测定其元素组成和理化特性。试验结果表明:生物质油的性能与锅炉燃油有一定的差别,主要是热值比锅炉燃油低,含氧量高达38.5%,作为燃油使用,还需要进行改性;根据FTIR分析和GC-MS的分析结果可知,笋壳生物质油成分很复杂,其中添加剂Ⅳ的笋壳热解油含有的可辨识化合物有38种。生物质油中主要含有机酸类、芳香烃类、烷烃类、酚类、苯酚类、苯环类等化合物,其中酚类衍生物相对含量可达55%左右,可以用来部分代替苯酚制取酚醛树酯胶粘剂。
【学位授予单位】:福建农林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TK6

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王予;生物质与餐饮废油、气化焦油共热解动力学研究与人工神经网络模型[D];天津大学;2012年
【参考文献】
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1 罗曼,邹国林,邬开朗;笋壳过氧化物酶提纯及综合利用的研究[J];氨基酸和生物资源;2000年04期
2 张洪勋,李林;纤维素类生物质热解技术研究进展[J];北京联合大学学报(自然科学版);2004年01期
3 丁福臣;迟姚玲;易玉峰;;生物质热解液化技术及其产物利用的研究进展[J];北京石油化工学院学报;2007年02期
4 朱江涛;黄正宏;康飞宇;傅金和;岳永德;;竹炭的性能和应用研究进展[J];材料导报;2006年04期
5 王小芹,刘建新;笋壳中添加稻草和麸皮复合青贮对青贮料发酵品质和饲养价值的影响[J];动物营养学报;1999年03期
6 庞美荣;慢速螺旋输送机的功率探讨[J];饲料工业;1994年11期
7 林瑞荣,陈存及,郑兆飞,林清义;毛竹丰产林生态培育技术的推广应用[J];福建林业科技;2002年02期
8 李显惠;闽北竹业现状、问题与发展对策[J];福建林业科技;2004年02期
9 刘宝勇;郭贞;郭庆杰;陈爽;刘会娥;;生物质热解与热解油精制[J];中国粉体技术;2007年03期
10 冯国芳;谢涛;符向辉;王梅;向海;;酸处理竹笋壳纤维糖化工艺的优化[J];湖南工程学院学报(自然科学版);2008年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张琦;固体酸碱催化剂催化酯化改质提升生物油的研究[D];中国科学技术大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 洪军;生物质热裂解制油机理试验研究及流化床闪速热裂解装置设计[D];浙江大学;2002年
2 刘威;生物质能开发利用设计与环境效应的研究[D];东北师范大学;2002年
3 王铁柱;生物质焦油催化裂解试验研究[D];浙江大学;2003年
4 李玉柱;生物质热裂解制取生物油试验装置的研制[D];吉林农业大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘元俊,贺传兰,邓建国,冀克俭,张银生,孙思修;热重法测定聚合物热降解反应动力学参数进展[J];工程塑料应用;2005年06期
2 高亚萍;;阻燃电缆绝缘材料聚氯乙烯热解特性研究[J];工程塑料应用;2007年03期
3 徐晓楠;王芳;华菲;;溴化聚苯乙烯协同三氧化二锑阻燃PA66热分解动力学研究[J];工程塑料应用;2010年02期
4 刘辉;;植物秸秆燃料特性分析[J];安徽广播电视大学学报;2012年02期
5 张兴中;连铸机拉矫辊破坏原因的分析[J];鞍钢技术;2000年11期
6 刘晓莉;焦化蜡油芳烃抽提工业装置试生产[J];安徽化工;2004年04期
7 施建军;鲍巍涛;;生物质连续裂解能源转化工艺与装置实验研究[J];安徽化工;2008年05期
8 王八月;叶启亮;;合成氨弛放气中氨回收工艺的模拟计算[J];安徽化工;2008年05期
9 张寅秋;胡忠玉;王祖元;崔鹏;;水煤气水洗塔填料层高度计算模型的简化[J];安徽化工;2010年05期
10 张丽丽;;生物油的特性、提质及应用[J];安徽化工;2011年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨玲;钮英建;;基于热重法的电缆材料热解动力学研究[A];中国职业安全健康协会2011年学术年会论文集[C];2011年
2 朱锡锋;郑冀鲁;郭庆祥;朱清时;;生物质热解液化装置研制及试验研究[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
3 朱锡锋;郭庆祥;陆强;;生物质自热式热解液化研究与应用[A];循环经济理论与实践——长三角循环经济论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年
4 曾其良;王述洋;李二平;;生物质水热液化技术及其研究进展[A];安徽新能源技术创新与产业发展博士科技论坛论文集[C];2010年
5 张音波;夏志新;;广东省韶关市生物质能现状及生物质能发电前景探讨[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第四卷)[C];2011年
6 张同来;刘芮;杨利;周遵宁;;含能材料安定性的动态真空安定性研究方法[A];全国危险物质与安全应急技术研讨会论文集(上)[C];2011年
7 臧娜;钱新明;;过氧化月桂酰的热分解动力学研究[A];全国危险物质与安全应急技术研讨会论文集(上)[C];2011年
8 王晓君;许博;刘吉平;;硝酸异丙酯热性能研究进展[A];全国危险物质与安全应急技术研讨会论文集(上)[C];2011年
9 张志正;仉玉竹;石久胜;;生物质密相气力输送系统的设计[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十七届学术交流大会暨第八届理事会第一次全会论文集[C];2011年
10 郑昀;邵岩;李斌;;生物质气化机理及应用[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十七届学术交流大会暨第八届理事会第一次全会论文集[C];2011年
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1 张琛;光纤陀螺光路偏振特性及温度性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 李佳;g-HA/PLA生物复合材料的制备与性能研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 高传慧;碱式硫酸镁晶须的合成及表面改性研究[D];中国海洋大学;2010年
4 熊思江;污泥热解制取富氢燃气实验及机理研究[D];华中科技大学;2010年
5 韩咚林;绿色新能源铝/水基燃料燃烧特性研究和绿色生物质材料的制备[D];中国科学技术大学;2010年
6 王文涛;天然橡胶/蒙脱土纳米复合材料的阻隔性及相关性能研究[D];华南理工大学;2010年
7 谢婵;新型稀土配合物橡胶防老剂的制备及应用研究[D];华南理工大学;2010年
8 迟聪聪;阔叶木生物质精炼两种利用模式的研究[D];华南理工大学;2010年
9 刘江燕;木质素及其模型物在不同热化学环境下的解构[D];华南理工大学;2010年
10 傅深渊;竹材液化、树脂化反应动力学及其生成物的性能[D];北京林业大学;2011年
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1 唐京禧;农业废弃物热解特性的研究[D];华中农业大学;2010年
2 张战锋;塞流式厌氧发酵反应器物料流场的CFD模拟[D];华中农业大学;2010年
3 王路易;沼气在无公害蔬菜中的应用研究[D];华中农业大学;2010年
4 郑艳敏;煤氧化的反应机理函数和热效应的研究[D];河南理工大学;2010年
5 朱孔远;生物质与煤共热解实验研究[D];河南理工大学;2010年
6 谷小虎;义马煤气化反应性研究[D];河南理工大学;2010年
7 马爱玲;生物质与煤混合燃烧特性的研究[D];河南理工大学;2010年
8 胡兴涛;生物质快速热解制生物质油的实验研究[D];山东科技大学;2010年
9 魏巍;极低酸中稻壳水解特性及转化乙酰丙酸的实验研究[D];郑州大学;2010年
10 王堃;紫外照射对皮胶原结构和性能的影响[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张敏,赵金城;全局优化神经网络拓扑结构及权值的遗传算法[J];大连大学学报;1999年06期
2 彭松,方祖祥;BP神经网络学习算法的联合优化[J];电路与系统学报;2000年03期
3 王守觉,王柏南;人工神经网络的多维空间几何分析及其理论[J];电子学报;2002年01期
4 梁化楼,戴贵亮;人工神经网络与遗传算法的结合:进展及展望[J];电子学报;1995年10期
5 刘宝勇;郭贞;郭庆杰;陈爽;刘会娥;;生物质热解与热解油精制[J];中国粉体技术;2007年03期
6 陈起朋;曾显华;胡林顺;尹荔松;;生物质气化技术及进展[J];广东化工;2011年03期
7 张春玲,牟建新,于文志,米新艳,付铁柱,庞建勋,那辉,吴忠文;含联苯结构环氧树脂体系固化反应动力学研究[J];高等学校化学学报;2004年10期
8 陈鸿伟;王威威;黄新章;赵争辉;;纤维素生物质热解特性及其BP神经网络预测研究[J];华北电力大学学报(自然科学版);2011年06期
9 袁振宏;罗文;吕鹏梅;王忠铭;李惠文;;生物质能产业现状及发展前景[J];化工进展;2009年10期
10 孙庆雷,李文,李保庆;神木煤显微组分热解特性和热解动力学[J];化工学报;2002年11期
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1 马孝琴;生物质(秸秆)成型燃料燃烧动力学特性及液压秸秆成型机改进设计研究[D];河南农业大学;2002年
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1 贾佳妮;气化过程燃气焦油检测分析及脱除[D];天津大学;2007年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 昌金铭;;国内外光伏发电的新进展[J];中国建设动态(阳光能源);2007年01期
2 穆文广,丁晓红,刘安妮,赵素艳,王通华,曲丽娟;常用口服营养液中游离氨基酸的测定与分析[J];氨基酸和生物资源;1996年02期
3 张洪勋,李林;纤维素类生物质热解技术研究进展[J];北京联合大学学报(自然科学版);2004年01期
4 王海滨;国外生物质能转化技术与应用[J];能源基地建设;2000年06期
5 陈由旺,王皆腾,李晓艳;关于我国能源可持续发展的思考[J];承德石油高等专科学校学报;2001年04期
6 王爱琴,梁东白,徐长海,孙孝英,关文,张涛;堇青石蜂窝陶瓷载体上ZSM-5及Anacime沸石的原位合成[J];催化学报;2000年01期
7 常铮,郭灿雄,段雪,张密林;磁性超细固体酸催化剂SO_4~(2-)-ZrO_2/Fe_3O_4的组装及表征[J];催化学报;2003年01期
8 董林,陈懿;一些离子化合物在CeO_2和γ-Al_2O_3载体上的分散嵌入模型的新证据[J];催化学报;1995年02期
9 席庆国;德国等欧洲国家重视对高大禾草的研究和利用[J];草业科学;2002年04期
10 刘建禹,翟国勋,陈荣耀;生物质燃料直接燃烧过程特性的分析[J];东北农业大学学报;2001年03期
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1 易维明;柏雪源;何芳;李永军;李志合;;生物质快速裂解液化技术[A];21世纪太阳能新技术——2003年中国太阳能学会学术年会论文集[C];2003年
2 胡常伟;;NaY分子筛催化毛竹热解液化研究[A];2005年中国生物质能技术与可持续发展研讨会论文集[C];2005年
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1 任建莉;燃煤过程汞析出及模拟烟气中汞吸附脱除试验和机理研究[D];浙江大学;2003年
2 谭洪;生物质热裂解机理试验研究[D];浙江大学;2005年
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1 洪军;生物质热裂解制油机理试验研究及流化床闪速热裂解装置设计[D];浙江大学;2002年
2 许明;生物质中热值热解制气技术试验与应用研究[D];浙江大学;2002年
3 王素兰;生物质焦油热物理特性与燃气净化装置研究[D];河南农业大学;2000年
4 王栋;生物质热裂解实验研究及热裂解产物利用[D];浙江大学;2004年
5 马静;生物质在下行流化床中快速热解实验研究[D];南京理工大学;2005年
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1 王鹏;;日本生物质资源分类和利用技术[J];洁净煤技术;2006年02期
2 ;华中科技大学·生物质能研发中心和产业化基地[J];科技与经济画报;2009年03期
3 黄海峰;秦育红;吴志斌;冯杰;;加压流化床中影响生物质气化气组成因素的研究[J];太原理工大学学报;2007年02期
4 岳建芝,徐桂转,张杰,张百良;制氢技术和工艺[J];可再生能源;2003年03期
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6 赵军;王述洋;;我国农林生物质资源分布与利用潜力的研究[J];农机化研究;2008年06期
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8 徐明才;王广宏;;关于农作物生物质直燃发电资源调查需注意的若干问题[J];应用能源技术;2011年03期
9 贺元启;;生物质能的绿色效能分析[J];能源环境保护;2008年S1期
10 杨磊;刘婷婷;王化;夏禄华;祖元刚;;生物活性物质提取生产中固形剩余物的生态化学利用[J];现代化工;2009年01期
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1 黄光群;韩鲁佳;杨增玲;刘贤;陈龙健;肖卫华;;农业生物质基础特性分析方法研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
2 孙自铎;;生物质开发的前景、约束因素与对策[A];中国社会科学院第三届中国经济论坛论文集(下)[C];2007年
3 刘勇;王连勇;杜涛;;我国生物质的回收与利用[A];2010全国能源与热工学术年会论文集[C];2010年
4 杨晓辉;;沈阳地区生物质燃料的开发和利用[A];科技创新与产业发展(A卷)——第七届沈阳科学学术年会暨浑南高新技术产业发展论坛文集[C];2010年
5 赵军;王述洋;;我国农林生物质资源分布与利用潜力的研究[A];2007年中国农业工程学会学术年会论文摘要集[C];2007年
6 柴松海;王昊鹏;徐柏庆;;Nb_2O_5催化剂上丙三醇的气相脱水反应研究[A];第十三届全国催化学术会议论文集[C];2006年
7 柴松海;王昊鹏;梁瑜;徐柏庆;;固体酸碱催化剂上多元醇气相脱水反应的研究[A];第十一届全国青年催化学术会议论文集(下)[C];2007年
8 翟帆;刘汉儒;史云娣;刘赞;王军;;污染零排放与生物质利用[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第三卷)[C];2009年
9 胡冠;徐绍平;杜楹楠;刘淑琴;;La助剂对橄榄石负载Ni催化剂的苯水蒸汽转化性能的影响[A];第一届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(下)[C];2004年
10 沈翀;傅钢;徐昕;;碳水化合物热裂解生成醛类的理论研究[A];中国化学会第27届学术年会第14分会场摘要集[C];2010年
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1 仲科;生物质合成二甲醚示范装置验收[N];中国化工报;2011年
2 李荣刚;感受日本生物质产业[N];农民日报;2007年
3 金叔文;全球生物质利用技术开发活跃[N];中国化工报;2006年
4 记者 刘鑫;立体清洁能源为农家节能省钱[N];绵阳日报;2010年
5 记者  瞿剑;麻业生物质利用将获多重收益[N];科技日报;2006年
6 郑现莉;河洛炉业:生物质炉具如何商用化[N];中国经济时报;2011年
7 段新芳吕建雄;生物质材料产业发展任重道远[N];中国绿色时报;2008年
8 王文新;专家为生物质能技术发展开方[N];中国化工报;2007年
9 张军陈伟;荷兰制定可持续生物质能标准[N];中国质量报;2007年
10 牛顺生;国家电网加大生物质发电业务[N];北京商报;2007年
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1 付敏;木质生物质粉碎及规模化制粉机械设计及理论研究[D];东北林业大学;2010年
2 丁兆军;生物质制氢技术综合评价研究[D];中国矿业大学(北京);2010年
3 易其国;生物质微米燃料高温燃烧实验及动力学模型研究[D];华中科技大学;2013年
4 韩龙;以CaO为吸收体的生物质无氧气化制氢的机理与试验研究[D];浙江大学;2011年
5 冯宇;外热式生物质催化气化制氢的研究[D];华中科技大学;2011年
6 尤占平;生物质炭催化重整热解焦油技术研究[D];天津大学;2010年
7 赵辉;大型海藻生物质热解动力学及热解液化工艺研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2012年
8 宋成芳;生物质催化热解炭化的试验研究与机理分析[D];浙江工业大学;2013年
9 鄢丰;生物质快速热解及其半焦水蒸气气化研究[D];华中科技大学;2010年
10 成功;生物质催化气化定向制备合成气过程与机理研究[D];华中科技大学;2012年
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1 李小龙;生物质烟气低温特性及生物质干燥特性实验研究[D];山东大学;2013年
2 潘伟林;生物质炭燃烧及气化特性实验研究[D];南京师范大学;2013年
3 王贵军;用于混合气化的生物质烘焙预处理的实验研究[D];上海交通大学;2010年
4 高晓凤;固体热载体与生物质粉及其热解半焦之间的传热特性研究[D];山东理工大学;2012年
5 费雄军;龙游生物质发电方案设计研究[D];华北电力大学;2013年
6 赵晓;生物质与甘油共气化制氢机理与实验研究[D];天津大学;2012年
7 张浩;基于灰成分的生物质结渣特性研究[D];山东大学;2010年
8 刘涛;秸秆类生物质与煤混合灰的熔融及粘温特性的研究[D];华东理工大学;2012年
9 徐文辉;斜板槽式生物质裂解主反应器设计理论研究[D];东北林业大学;2012年
10 崔喜彬;下降管式生物质快速热解挥发率规律试验研究[D];山东理工大学;2011年
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