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《湖南大学》 2017年
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水热预处理对成型燃料品质及醛酮类物质生成行为的影响

王思远  
【摘要】:生物质成型燃料是采用农林废物作为原材料,经过烘干、粉碎、混合和挤压等工艺流程,制成的固体燃料,具有替代传统化石能源的潜力。然而,由于成型燃料生产和消费之间存在着时空差异,成型燃料不可避免地需要在密闭环境下储藏和运输。在相对密闭的储藏环境中,不但成型燃料的品质会发生改变,而且其中的相关成分在化学作用下会生成有害气体,威胁生产者和用户的健康。本文主要研究水热预处理对成型燃料储藏过程中品质及醛酮类生物质成行为的影响。主要考察的影响因素包括水热处理温度(200-260 ℃)、储藏环境温度(30-70 ℃)和相对湿度(30-90%)等。本论文分析了杉木木屑及其水热处理产物的外观、成分和燃烧特性,成型能耗、成型燃料的品质以及成型燃料在储藏过程中的醛酮类物质生成和释放行为等,并进行机理分析。明确了各影响因素对成型燃料储藏过程中品质及醛酮类物质生成行为的影响。本研究结果如下:(1)木屑经过水热处理,产物的颜色变深,且更加偏向于蓝绿色;灰分、挥发分、纤维素和半纤维素含量减少,固定碳和木质素含量增加,热值升高,燃烧更稳定;水热处理产物的成型能耗更高,成型燃料的密度和强度更大。结果表明,原料颜色变化能够在一定程度上反映其成分的差异和品质的优劣;对杉木木屑进行水热处理能够提升其成型燃料的品质,并且有利于后续加工转换和储存运输。(2)成型燃料在不同环境条件下储藏过程中,醛酮类物质的释放量随着水热处理温度、储藏环境温度和相对湿度的升高而增加;成型燃料的品质如尺寸、密度、Meyer硬度和含水率有所降低;经过水热处理制备的成型燃料在储藏过程中吸水性较低,品质稳定;成型燃料储藏过程中醛酮类物质的释放量受成型燃料品质和不饱和脂肪酸自氧化影响显著。结果表明,成型燃料储藏过程中,较高的环境温度和相对湿度不利于成型燃料品质的保持;成型燃料品质的变化与其中不饱和脂肪酸的氧化存在相互作用,并共同促进醛酮类物质的生成与释放;水热处理能够提升成型燃料在储藏过程中保持品质的能力,但会加剧成型燃料储藏过程中醛酮类物质的生成和释放。
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TK6

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