生物质三组分热解转化研究文献综述

 2022-07-14 05:07

生物质三组分热解转化研究

摘要:本文综述了木质纤维素类生物质三大组分——纤维素、半纤维素和木质素的基本燃料特性,热解特性以及相关动力学等,特别探讨了不同组分的热解过程动力学特征。具体探讨了当前木质纤维素类生物质热解研究现状,半纤维素和木质素热解国内外相关研究进展。此外还要求掌握操作使用元素分析、工业分析、发热量分析、灰熔点分析及热重分析等相关设备及分析方法,选取微晶纤维素、木聚糖和碱性木质素为实验研究对象,分析其转化过程及相关动力学特征。

关键词:木质纤维素;燃料特性;热解特性;动力学

引言

现代社会不断发展,人类对能源的需求也越来越高,同时又要求对环境无污染或尽量减少对环境的污染,因此新能源的开发成为各国所需研究的重点问题。生物质就是一种可再生的燃料,其热值与中等烟煤相当,并且在其燃烧利用过程中进入大气的CO2净排放量为零,而不会像人类以往使用的化石燃料一样排放出CO2、SO2等对大气有害的气体从而破坏臭氧层,加剧温室效应。在我国, 随着农林业的大力发展, 在农村每年大约有6亿t的农业废弃物(如秸秆、稻壳等)及大量的林业废弃物(木屑)。秸秆类生物质除了用于返田以外,还有大量的剩余。随着农村经济的发展,经济发达地区对燃烧效率高、洁净、方便的气体燃料如石油液化气等的需求量不断增加。因此利用农村方便易得的秸秆等生物质,将其高效地转化为可利用的洁净的燃料,为农村寻找一条投资省、经济可行的能源供应方式具有重要的意义[1]。本课题对生物质三组分纤维素、半纤维素和木质素的热解转化进行初步研究。

1 研究的背景及意义

1.1研究背景

生物质,从广义上讲是指有机物中除化石燃料以外的所有来源于动植物的物质。其是一种清洁的可再生能源,其S、N元素含量都较低,因此燃烧后其所产生的会对环境造成污染的二氧化硫,一氧化氮等有害气体较少且生物质还具有二氧化碳零排放的特点,因此研究和开发生物质能提上各国科研工作者的日程。

生物质能一直是人类赖以生存的重要能源之一,包括能源林木、能源作物、水生植物、各种有机废弃物等,它们是通过植物的光合作用转化而成的可再生能源资源,是太阳能的有机储存。生物质能是地球上最普遍的一种可再生能源,数量巨大,就其能量当量而言,是仅次于煤、石油、天然气而位列第四位的能源。但生物质资源的利用远未达到大规模商业化水平,全球生物质作为能源利用量尚不足其总能的百分之四,利用潜力非常巨大。据估算,地球每年水,陆生物质产量的热当量为3times;1021J左右,是全球目前总能耗量的10倍[2]

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