生物質組分熱裂解行為實驗研究.pdf

1、生物質熱裂解技術能夠制取高品位液體燃料從而實現(xiàn)生物質資源的高效利用，因此對于該技術的研究備受國內外學者關注。然而熱裂解制得的生物油成分復雜且性質不穩(wěn)定導致其不能直接作為動力燃料使用，這同樣也一定程度限制了熱裂解技術的大規(guī)模工業(yè)化應用。其中一個重要的原因是缺乏對生物質熱裂解機理的深入研究。本文依托相關科研項目，對于生物質三大組分熱裂解固體產物的演變以及真實提取生物質三大組分熱裂解行為進行了系統(tǒng)的研究。
　　對于生物質熱裂解的研究多從

2、揮發(fā)分入手，而對固體產物的關注則不多。利用氙燈光照加熱試驗臺研究了纖維素、半纖維素、木質素熱裂解的固體產物的變化過程。采用元素分析、SEM、FTIR、XRD等分析方法觀察三大組分熱裂解各階段固體產物。纖維素熱裂解過程中，纖維素先部分解聚形成低聚纖維素，之后發(fā)生糖環(huán)開環(huán)與糖苷鍵斷裂這一競爭反應。半纖維素熱裂解過程中，半纖維素側鏈首先發(fā)生分解，之后糖苷鍵被破壞，主鏈開始解聚，木糖單元較晚才發(fā)生反應。木質素熱裂解主要發(fā)生側鏈分解與主鏈解聚，木

3、質素基本單元的破壞主要發(fā)生在最終焦炭形成過程中。
　　不同生物質中各組分的組成和結構都不盡相同。使用白松提取真實纖維素進行熱裂解行為的研究，采用元素分析、FTIR、XRD等分析方法探究其詳細化學結構。纖維素是由葡萄糖通過β-1,4-糖苷鍵連接而成。真實提取的纖維素由于其分子量較大且含有豐富的晶狀結構，其熱穩(wěn)定性好。纖維素熱裂解主要生成左旋葡聚糖、5-HMF、1-羥基-2-丙酮、糠醛等。
　　半纖維素的提取較為困難，因此關于真

4、實提取半纖維素熱裂解的研究較少。使用堿法提取白松半纖維素進行熱裂解行為的研究。采用元素分析、FTIR、NMR等分析方法探究其詳細化學結構并進行分析。軟木半纖維素主要由β-1,4-葡甘露聚糖和β-1,4-木聚糖組成。從熱裂解動力學以及熱裂解產物分布兩方面開展對提取半纖維素的熱裂解行為的研究。其熱裂解主要生成乙酸、5-HMF、糠醛、左旋葡聚糖、丙酮、1-羥基-2-丙酮等。
　　針對生物質的另一重要組分——木質素，采用Bjorkman法