【摘 要】
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生物质作为一种资源广泛的绿色能源,其高值化利用得到各个国家前所未有的关注。生物质热解是一种可以把生物质转化为高品质的焦炭、热解油和气体产物的热转化技术手段。但是,
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生物质作为一种资源广泛的绿色能源,其高值化利用得到各个国家前所未有的关注。生物质热解是一种可以把生物质转化为高品质的焦炭、热解油和气体产物的热转化技术手段。但是,较高的含氧量及碱金属及碱土金属(AAEMs)的存在,会导致热解油水分含量大、氧含量高、酸性强、粘度大、稳定性差等问题。因此,有必要采取合适的的预处理手段来降低生物质的含氧量和消除AAEMs的影响。烘焙可以降低生物质的氧含量。酸洗对碱金属及碱土金属对有很好的洗脱效果。本文提出一种把酸洗和烘焙结合起来的两级预处理技术,并对酸洗和烘焙耦合对玉米杆热解行为所起的影响进行了探究。首先,分别利用去离子水、热解油水相部分、5%醋酸(热解油水相部分洗样和5%醋酸洗样不作区分的情况下,可统称为酸洗,去离子水洗样可称为水洗)对玉米秆进行洗涤。ICP-MS分析表明,水洗和酸洗对AAEMs有很好的脱除效果,酸洗效果要优于水洗效果。其次,对两级预处理前后的玉米秆样品在不同温度下进行烘焙试验。三态产率表明,相比玉米杆原样,水洗和酸洗后样品烘焙固体产物的下降更加缓慢。然后,通过傅里叶红外和热重分析,探究了两级预处理前后玉米秆的官能团演变规律和热解动力学,揭示了生物质两级预处理过程中的微观化学过程,为选择合理的两级预处理条件提供了参考。最后,对样品做550℃下的热解试验研究。两级预处理明显的改变了热解油的化学组成,主要是促进了糖类含量的提升,同时酚类、酸类、呋喃类、酮类的含量都有所降低。而糖类中的左旋葡聚糖作为一种重要的平台化合物可以通过发酵用来生产生物乙醇,也可以催化转化制取燃料、化学品和医药类产品。
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