木材水热解初步研究开题报告

 2021-08-08 22:20:30

1. 研究目的与意义

进入21世纪以来,人类面临着能源危机和环境污染的双重挑战,生物质有机废弃物作为一种可再生能源,在能源结构中占有越来越重要的地位。

水热法是指反应物或前驱体在低温高压下发生的一系列的物理化学变化与反应,以制备或合成目标产物或材料。液态水水热条件下,具有酸的性质,当降低温度减少压力时,水又可以转变为中性,因此,由于水热法中仅仅使用水做溶剂,不会造成环境污染。木材等生物质的水热反应可以实现生物质的低温热转化,为生物质的利用开辟了一条新的途径。生物质种类繁多,成分复杂,使得水热转化过程和产物也十分复杂。近年来,通过水热技术将生物质转化为高附加值化学品和高品位液体燃料已成为研究热点。

本课题主要以阔叶材为原料,研究木材水热解产物的基本规律,为将来对生物质的水热解研究和利用打下基础。生物质水热解技术作为绿色化学技术必将得到越来越广泛的应用,带来巨大的经济效益和社会效益。

2. 国内外研究现状分析

上世纪70年代,麻省理工学院的Modell提出亚、超临界水对氧化、水解和水热解过程具有特殊作用,并提出一种新型制氢技术,随后鉴于该技术的广阔前景以及对处理生物质有机废弃物的明显优势,受到越来越多的关注。

生物质有机废弃物水热解技术的应用主要有水热气化制氢、水热液化制生物油和水热炭化制活性炭,但是目前都还处于研究阶段,尚没有商业应用的实例。这三种应用研究中以生物质有机废弃物水热气化制氢的研究最为成熟,国际上生物质水热气化制氢的主要研究,它们针对不同的原料、催化剂、反应条件及反应器形式做了大量的实验来分析各影响因素在反应中的作用,以提高产物性能指标。

同时国外许多学者对各种生物质及其模型化合物在水热条件下制得的焦炭进行了大量的研究,并在其影响因素、反应机理、实际应用等方面取得了很大进展目前,国内在这方面的研究还比较少。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容:(1)阔叶材原料的水热解过程中热解温度对固体、液体和气体产物得率的影响;

(2))阔叶材原料的水热解过程中水的用量对固体、液体和气体产物得率的影响;

(3)阔叶材原料的水热解过程中热解时间对固体、液体和气体产物得率的影响;

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4. 研究创新点

生物质水热解技术面临的大问题是最佳反应条件的选择问题,包括原料的种类浓度、反应温度、反应压力、停留时间、催化剂等的选择。

通过研究水热解过程中水的用量对产物组成与得率的影响可以更好的控制反应的条件从而得到想要的预产物

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