探索生物油的制备与分离

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1、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意谢悴期僦雠釉枞触。⋯一虢瑚脊湘。年6月7日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解我校有关保留、使用学位论文的规定，即：我校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅。本人授权武汉工程大学研究生处可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和

2、汇编本学位论文。保密O，在——年解密后适用本授权书。本论文属于不保密O。(请在以上方框内打“√")学位论文作者签名：专卧艮指导教师签名："i5。Io年b月归1、旁秒15羔’"ZelO年多月7日f：，^Z。AThesisSubmittedinFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringBio--oilProductionandSeparationMajor：ChemicalEngineeringCandidate：FenglinYuanSupervisor：1、ChuangyanYang2、La

3、i—xingWuWuhanInstituteofTechnologWuhan，Hubei430074，P．R．ChinaMay,2010生物质作为一种贮量大、清洁的可再生能源，日益受到重视。生物质热转化制备可贮运的液体燃料一生物油，具有替代石油的潜力，受到广泛研究。为了最大程度地获得生物油，本文研究了喷动流化床热解和微波热解规律，研究了生物油的分级分离工艺，得到和表征了其分级产品一轻质油，获得了有价值的信息。1)通过麦秸喷动流化床热解的研究，考察了显著因素热解温度对热解产品产率的影响，表明热解温度420～620。C范围内，合成气产率由15wt％变化至44wt％，焦炭产率

4、由35wt％变化到25wt％，生物油产率呈现先增后降趋势，在520。C处有最大产率为56wt％。2)通过麦秸微波热解工艺研究，考察了热解的显著因素微波功率、吸波剂的添加对热解产品的影响，发现微波功率影响热解过程温度和产品收率，最佳功率输入40％，生物油产率达45％，添加吸波剂利于生物油产率增加，但增幅较低。3)通过色质谱对比分析，发现两种生物油的成分分布相似，但相对含量明显不同，微波生物油的分子量、油性组分偏低，而流化床生物油的分子量、油性组分含量较高，来源于两种热解方式和升温速率的影响。4)为了实现生物油的全利用，针对生物油复杂的组成和相态，确立了分离技术路线，选用了

5、便宜、易得的试剂水作为相分离剂，考察了水剂量、温度、pH值对相态分离的影响，获得了低温5。C、水与生物油体积比为1：1、pH值lO、脱固率达5．15％的最佳工艺。通过红外定性，筛选出PT组合溶剂作为生物油液相的轻质油性组分的萃取剂，通过相比、萃取级数和无机盐添加的工艺参数的优化，获得了相比为1：1、萃武汉l：程人学L程硕士研究生硕十学位论文取级数3级、无机盐添加量5％下，得到萃取率达22％-24％的轻质油性组分，轻质油为浅红色、透明的液体。5)通过轻质油与汽油的混合研究，表明轻质油可与汽油按任意体积比混合，满足锅炉燃料的基本要求。空气下的热失重曲线，表明轻质油燃烧残余与

6、汽油相同，其热失重温度比汽油高近100℃。轻质油物化特性分析表明，轻质油为中热值(27MJ／kg)的液体燃料，且存在一定酸性，作为发动机燃料还需要改质。关键词：生物质热解、生物油、制备、分离、轻质油II’’AbstractAbstractWithincreasingconcernsontheemissionofgreenhousegasesfromcombustionofconventionalfossilfuels，moreattentionhasbeenpaidtotheutilizationofbio-oiloriginatedfrombiomassthermal

7、conversionasanalternativetothefossilfuelsbecauseofitsrenewability,cleanandC02neutrality．Tooptimizeth己yieldofbio-oil，itsproductionandseparationprocesseswereinvestigated，includingfluidizedbedpyrolysisandmicrowave-assistedpyrolysisofbiomass，bio—oilfractionationandcharacteriz