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1、论文题目: 生物质快速热裂解的应用研究专 业: 应用化学0902 本 科 生: 签名: 指导教师: 签名: 摘 要随着经济和社会的快速发展，人类正面临着巨大的能源与环境压力。当今的能源主要来自矿物燃料，矿物能源的应用虽然推动了社会发展，但其过量的使用已引起了日益严重的环境问题。因此，开发和寻求一种新的、清洁、环保的可持续能源已经成为人类社会要解决的重大问题之一。生物质能源是可再生能源的重要组成部分，是唯一可存储和运输的可再生能源，因此它必将成为未来最重要的一种可替代能源。我国生物质资源十分丰富，但是这种宝贵的生物质资源只是简单的燃烧利用，没有进行其它工业转化利用，大量生物质能源被浪费，因此利用
2、生物质能源并将其转化成清洁液体燃料不仅可以缓解能源压力，还可以实现资源综合利用，促进经济发展。本文主要研究生物质快速热解过程中的各工况参数对生物油的影响，以热解产物种类和含量作为指标探究生物油的性质。通过对不同热解温度和热解时间的研究，得到了三种生物质热解的最优热解条件。若以CO2含量低、醛酮和芳香含量高为择优标准，则三种生物质最佳热解条件为：葵花秆：热解温度为600，热解时间为0.2min；小麦秆：热解温度为300，热解时间为0.3min；玉米秆：热解温度为500，热解时间为0.3min。若以CO2含量低、烃类含量高为择优标准，则三种生物质最佳热解条件为：葵花秆：热解温度为600，热解时间为
3、0.2min；小麦秆：热解温度为300，热解时间为0.3min；玉米秆：热解温度为500，热解时间为0.3min。关键词：生物质，热解，Py-GC/MSSubject ：Study on the biomass fast pyrolysis of appliedSpecialty: Application chemicalName :RanYao (Signature) Instructor:Zhou Anning、Cheng Fuxin (Signature) ABSTRACTWith the rapid development of economy and society, mankind
4、 is facing huge energy and environmental pressures. Todays energy mainly from fossil fuels, including coal, oil, natural gas. Although the application of fossil energy to promote social development, but its excessive use has caused increasingly serious environmental problems. Therefore, the developm
5、ent and the search for a new, clean, environmentally sustainable energy has become a human society one of the major problems to be solved. Biomass is an important renewable energy component is the only storage and transportation, renewable energy, so it will become the most important type of future
6、alternative energy. Chinas biomass resources are very rich, but this precious resource biomass burning simply use no other industrial transformation and utilization of a large number of biomass energy is wasted, so the use of biomass energy and convert it into clean liquid fuels can not only relieve
7、 energy pressures, but also can achieve comprehensive utilization of resources, and promote economic development.This paper is mainly used to investigate and explore the fast pyrolysis of biomass in each of the working parameters of the bio-oil, pyrolysis products to the type and content as an indic
8、ator to explore the nature of bio-oil. Through the different pyrolysis temperatures and different pyrolysis time study to CO2 content is low, aldehydes and ketones and aromatic content of merit criteria, get three the optimal biomass pyrolysis pyrolysis conditions. Sunflower stalk: pyrolysis tempera
9、ture of 600 , pyrolysis time was 0.2min. Wheat straw: pyrolysis temperature of 300 , pyrolysis time 0.3min. Corn stalk: pyrolysis temperature of 500 , pyrolysis time was 0.3min.KEY WORDS ：Sunflower stalks, wheat straw, corn stalks, pyrolysis, biomass目录1前 言11.1生物质资源情况11.2生物质能源11.2.1生物质11.2.2生物质能源概念及其
10、特点21.2.3生物质秸秆特点和加工利用31.3生物质能源开发利用的技术与现状51.3.1生物质能源开发利用技术51.3.2国外生物质能源开发利用技术与现状61.3.3我国生物质能源开发利用技术与现状71.4生物质热解研究81.4.1生物质热解81.4.2生物质热解主要化学反应91.4.3 Py-GC/MS热解流程图111.5研究内容及研究思路111.6技术路线122实验部分132.1实验原料以及处理132.2实验主要仪器及设备132.3样品分析142.3.1样品的工业分析和元素分析142.3.2热重实验142.生物质的快速热裂解142.4.1实验条件142.4.2实验方法152.4.3数据处
11、理153结果与分析173.1工业分析与元素分析173.2热重分析173.3热解分析183.3.1葵花秆的热解分析183.3.2小麦秆的热解分析233.3.3玉米秆的热解分析283.3.4葵花秆与半焦掺混的热解分析324结论34致谢35参考文献36I1前 言1.1生物质资源情况能源是国民经济和社会发展的基础，是人类赖以生存和发展的重要物质保障。随着石油和其他化石能源的日益枯竭和全球对于温室气体排放引起的气候变化问题的关注，节约能源、提高能源利用效率和开发利用可再生能源成为世界能源发展的主旋律。在轰轰烈烈的可再生能源发展浪潮中，生物质能源的利用将成为应用最广泛的可再生能源技术。生物质能在历史长河中
12、与人类生活密切相关，一直是人类赖以生存的重要能源资源，是仅次于石油、煤炭和天然气而位居世界的第四大能源。我国农村的生物质能资源品种多、数量大而且分布广，各种林业废弃物、能源作物、城市有机生活垃圾以及畜禽粪便等每年产量达20多亿吨。这些废弃物只有少量采用生物质能源转化技术转化成沼气、氢气、燃料乙醇、生物柴油、电能等清洁能源，仍有大量的生物质能源被废弃和浪费。我国的生物质资源虽然丰富，但是每年的农作物废弃物就相当于6亿多t标准煤,还有约3亿t煤当量的林业废弃物1。1.2生物质能源1.2.1生物质生物质是指自然界中各种绿色植物利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机物体，能够储存在植物体内的
13、自然资源。其中主要包括植物的茎叶、杂草和微生物。例如生物质有农作物秸秆、农作物废弃物、树木木材、木材废弃物料和动物代谢物等。狭义的概念：生物质主要是指农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素、农产品加工业的下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物等物质。所谓生物质可以理解为由光合作用产生的所有生物有机体的总称，包括植物、农作物、林产物、海产物（各种海草）和城市垃圾（纸张、天然纤维）等。生物质资源是非常丰富的可再生能源，它作为化石能源的补充能源，同时也是清洁可再生能源。我国是一个农业大国，生物质能资源十分丰富，其中农作物秸秆有玉米秸、高粱秆、稻草、麦秆、葵花秸秆、棉
14、花秸秆、花生壳、瓜籽皮、玉米芯等农作物副产品。全世界每年有机物净产量为1200亿吨，能量相当于目前全球总能耗的5倍2，我国生物质秸秆丰富，每年农作物秸秆产量高达7亿吨3。其中葵花杆是一种常见的农作物秸秆，它主要种植在我国北方和西南方，每年产量非常大，它的茎秆直而粗厚，富含有大量纤维素，半纤维素，木质素，所以商业价值很高。1.2.2生物质能源概念及其特点太阳能生物质能源本质上是绿色植物通过光合作用转化储存下来的太阳能，一种以生物质为载体的能量4。哪里有阳光、土壤、空气和水分，哪里就有绿色植物，而且，只要太阳辐射能存在，绿色植物的光合作用就永远不会停止，生物质能源也就永远不会枯竭。在各种可再生能源中，生物质是独特的，它是贮存的太阳能，更是一种唯一可再生的炭源，可转化成常规的固态、液态和气态燃料，它的生成过程如下5：6C02+12H20 C6H1206+6H20+202从长远看，液体燃料短缺将是未来困扰人类发展的重大问题之一。因此，生物质作为唯一可以转化为液体燃料的可再生资源，其重要性正越来越为人们所重视。矿物燃料通过燃烧或降解把原为地下的固定碳释放出来，并以CO2的形式累积于大气环境，从而造成温室效应。自然界的碳经过光合作用进入到生物界，生物界的碳通过三个主要途径即燃烧、降解和呼吸又回到自然界，从而构成碳元素循环链。如果人类大力种植速生高效的绿
