三种生物质的固定床热裂解基础研究开题报告

1. 研究目的与意义

油茶是我国特有的木本油料树种，与油橄榄、油棕、椰子并称世界四大木本油料。

全国现有油茶栽培面积达到400万公顷, 年产油茶果实达560多万吨, 这将带来300多万吨的油茶果壳，约占整果的60%。

油茶果壳的利用率极低，一般只是用来作为燃料或者肥料，造成了极大的资源浪费。

2. 国内外研究现状分析

国内外有很多学者研究了生物质废弃资源的热裂解特性。Putun等人利用热重分析仪，配合气相色谱仪和红外分析仪研究了固定床反应器上棉花稻秆热解固体产物和液体产物，结果表明液体产物可用作液体燃料，固体产物经一定处理后可以达到活性炭的程度，用于吸附过程。Ren等人利用TG-FTIR 分别对纤维素、综纤维素和木质素的热解特性进行研究， 利用挥发分气体成分的特定官能团的红外特征吸收峰进行鉴定，发现其热解挥发分主要成分为一部分小分子物质如CO，CO₂， CH₄和H₂O 等，以及一些醛类、酮类、酚类和芳香族有机化合物。但目前对油茶壳的热解特性研究尚不多见。

活性炭的生产方法主要有物理法、化学法两种。邓先伦等人以竹炭为原料，采用水蒸气法制备活性炭，当烧失率为70%时，碘吸附值1100 mg/g，亚甲基蓝吸附值140mL/g，微孔、中孔容积 0.45mL/g，比表面积约900 m²/g，结果比较理想。

3. 研究的基本内容与计划

（1）理化特性分析：工业分析、热值分析、元素分析、化学组成分析等；

（2）热重分析：通过热重分析仪，对油茶壳在不同升温速率下的热解特性进行分析；

（3）固定床热裂解炉热裂解试验：采用不同升温速率、不同终温，对油茶壳进行热裂解。对热裂解产物性能进行分析：①固体产品分析：工业分析、比表面积及孔隙结构；②气体产品分析：采用外标法分析产气一般组分和微量烃类的含量；③液体产品分析：含水率、ph值、元素分析、组成分析。

4. 研究创新点

（1）利用热裂解技术及活性炭制备解决了油茶壳的合理利用问题；

（2）利用固定床热裂解炉探究了油茶壳的热裂解规律，为实践生产应用提供理论指导。