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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
2、和汇编本学位论文。 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： i 5 。I o 年b 月归 1 、旁秒1 5 羔 Z e lO 年多月7 日 f f ： ， Z 。 AT h e s i sS u b m i t t e di nF u l f i l l m e n to ft h eR e q u i r e m e n t s f o rt h eD e g r e eo fM a s t e ro fE n g i n e e r i n g B i o - - o i lP r o d u c
3、t i o na n dS e p a r a t i o n M a j o r ：C h e m i c a lE n g i n e e r i n g C a n d i d a t e ： F e n g l i nY u a n S u p e r v i s o r ：1 、C h u a n g y a n Y a n g 2 、L a i x i n gW u W u h a nI n s t i t u t eo f T e c h n o l o g W u h a n ，H u b e i4 3 0 0 7 4 ，P R C h i n a M a y , 2 0 1
4、0 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4 2 0 6 2 0 。C 范围内，合成气产率 由15w t 变化至4 4 w t ，焦炭产率由3 5 w t 变化到2 5 w t ，生物油产率 呈现先增后降趋势，在5 2 0 。C 处有最大产率为5 6 w
5、t 。 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4 0 ，生物油产率达4 5 ，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，选用了便宜、易得的试剂水作为相分离剂，考察了 水剂量、温度、p H 值对相态分离的影
6、响，获得了低温5 。C 、水与生物油 体积比为1 ：1 、p H 值l O 、脱固率达5 1 5 的最佳工艺。通过红外定性， 筛选出P T 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2 2 - 2 4 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 油燃烧残余与汽油相同，其热失重温度比汽油高近1
7、0 0 。轻质油物化 特性分析表明，轻质油为中热值( 2 7 M J k g ) 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 I I A b s t r a c t A b s t r a c t W i t hi n c r e a s i n gc o n c e r n so nt h ee m i s s i o no fg r e e n h o u s eg a s e sf r o m c o m b u s t i o no fc o n v e n t i o n a lf o s s i lf u e l s ，
8、m o r ea t t e n t i o nh a sb e e np a i dt ot h e u t i l i z a t i o no fb i o - o i lo r i g i n a t e df r o mb i o m a s st h e r m a lc o n v e r s i o na sa n a l t e r n a t i v et ot h ef o s s i lf u e l sb e c a u s eo fi t sr e n e w a b i l i t y , c l e a na n dC 0 2 n e u t r a l i t
9、 y T oo p t i m i z et h 己y i e l do fb i o - o i l ，i t sp r o d u c t i o na n ds e p a r a t i o n p r o c e s s e s w e r e i n v e s t i g a t e d ，i n c l u d i n g f l u i d i z e db e d p y r o l y s i s a n d m i c r o w a v e - a s s i s t e d p y r o l y s i s o f b i o m a s s ，b i o o i
10、 l f r a c t i o n a t i o na n d c h a r a c t e r i z a t i o no fl i g h to i l s e p a r a t e d f r o mb i o o i l S o m ev a l u a b l e i n f o r m a t i o nw a sc o n c l u d e da sb e l o w ： 1 ) S p o u t e d - f l u i d i z e dp y r o l y s i so fw h e a ts t r a ww a sc a r r i e do u tr
11、 a n g e d f r o m4 2 0 。Ct o6 2 0 0 C T h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h ey i e l do fs y n g a sr i s e sf r o m 15 w t t o4 4 w t ，a n dt h ey i e l do fc h a rr e d u c e sf r o m3 5 w t t o2 5 w t ，a n d b i o o i ly i e l dc h a n g e sf r o m5 0 w t t o5 6 w t ，a n di t sm a x i m u my i
12、 e l di s a b o u t5 6 w t a t5 2 0o C 2 ) M i c r o w a v ep y r o l y s i so fw h e a ts t r a ww a sc a r r i e do u tt os t u d yt h e e f f e c to fm i c r o w a v ep o w e ra n da d d i t i v e so fm i c r o w a v ea b s o r b e n to nb i o o i l y i e l d T h er e s u l t ss h o w e dt h a tt
13、 h ep o w e ro fm i c r o w a v e i n f l u e n c e st h e t e m p e r a t u r eo fp y r o l y s i sp r o c e s sa n dt h ey i e l do fp y r o l y s i sp r o d u c t s T h e m a x i m u my i e l do fb i o - o i li sa b o u t4 5 w t a t4 0 o ft h et o t a lp o w e r T h e a d d i t i o no fm i c r o
14、w a v ea b s o r b e n th a sal i t t l ei n f l u e n c eo nt h ey i e l d ，b u tn o t s t r o n g 3 ) T h ec h e m i c a lc o m p o s i t i o n so ft h e s et w oo fb i o o i ls a m p l e sw e r e c o m p a r e db ym e a n so fG C M Sa n a l y s i s T h er e s u l t ss h o w e dt h a tb i o o i l
15、I l l 武汉1 ：程人学I ：程硕十研究生硕十学位论文 f o r mf l u i d i e db e dp y r o l y s i s ( F B P ) h a sm u c hm o r e o i l yc o m p o n e n t s ， c o m p a r e dt ot h a to fm i c r o w a v e a s s i s t e dp y r o l y s i s ( M A P ) T h i ss u g g e s t e d t h a tt h e r ei So b v i o u sd i f f e r e n c eb
16、 e t w e e nF B Pa n dM A P 4 ) A i m i n ga tt h eb i o o i l s t o t a le f f e c t i v eu t i l i z a t i o n ，an e wp r o c e s so f b i o - o i lf r a c t i o n a t i o nw a sp u tf o r w a r da n dd i v i d e di n t ot w os t e p s ：o n ew a s p h a s es e p a r a t i o n ，a n dt h eo t h e rw a sl i g h to i le x t r a c t i o n T h ep r o c e s s p a r a m e t e r sw e r ei n v e s t i g a t e d ，i n c l u
