基于微波加熱的竹材生物質(zhì)熱解機(jī)理及特性研究

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1、學(xué)校代碼：分巧號(hào)；ＴＫ６巧級(jí)；公開(kāi)＼ＵＤＣ：６２１／學(xué)號(hào)＂一叩＇．．勺，＾．‘—ｆ簡(jiǎn)管呵弄簡(jiǎn)＾＾索兩大嗦博±學(xué)位論文基于微波加熱的竹材生物質(zhì)熱解機(jī)理及特性研究研究生姓名：董慶導(dǎo)師姓名：熊源泉教授申請(qǐng)學(xué)位類別工學(xué)博±學(xué)位授予單位東南大學(xué)一級(jí)學(xué)科名稱動(dòng)力工程及工程熱物理論文答辯日期２０１５年１０月３１日二級(jí)學(xué)科名稱熱能工程學(xué)位授予日期２０１５年月日答辯委員會(huì)主席章名耀教授評(píng)閱人２０１５年１１月２日乘兩扛參博±學(xué)位論文基于微波加熱的竹材生物廣熱解機(jī)理及特性硏究專業(yè)名稱

2、：動(dòng)力工程及工程熱物理研究生姓名：葦慶導(dǎo)師姓名：熊源泉教授ＥＸＰＥＲＩＭＥＮ了ＡＮＤＣＨＡＲＡＣＴＥＲＩＳＴＩＣＳＳＴＵＤＹＯＮＰＹ民ＯＬＹＳＩＳＯＦＢＡＭＢＯＯ－Ｂ乂ＳＥＤＢＩＯＭＡＳＳＡＳＳＩＳＴＥＤＢＹＭＩＣＲＯＷＡＶＥＨＥＡＴＩＮＧＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｔｅｄ化ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒｔｈｅＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｒｅｅｏｆＤｏｃｔｏｒｏｆＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇｇＢＹＤＯＮＧｉｎＱｇＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＰＸＩＯＮＧ－ｒｏｆ．Ｙ

3、ｕａｎｑｕａｎＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｇｙＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＮｏｖｅｍｂｅｒ２０１５東南大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果，除了文中特別加Ｗ標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰。盡我所知寫過(guò)的研巧成果。，也不包含為獲得東南大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料一與我同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。－＾曰期）：）３研巧生簽名：＾＾味＼東南大學(xué)學(xué)位論文使用授

4、權(quán)聲明東南大學(xué)、、中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所國(guó)家圖書(shū)館有權(quán)保留本人所送交學(xué)位論文的復(fù)。印件和電子文檔，可Ｗ采用影印本人電子文檔的內(nèi)容和紙、縮印或其他復(fù)制手段保存論文一（質(zhì)論文的內(nèi)容相致。除在巧密期內(nèi)的保密論文外，允許論文被查閱和借閱，可Ｗ公布包。括Ｗ電子信息形式刊登）論文的全部?jī)?nèi)容或中、英文摘要等部分內(nèi)容論文的公布（包括Ｗ電子信息形式刊登）授權(quán)東南大學(xué)研究生院辦理。／／．研究生簽名：：Ｈ期導(dǎo)師簽名：＿３摘要摘要一生物質(zhì)能是最豐富的可再生能源之。我國(guó)竹林面積居世界第１位，每年可砍伐毛竹占我國(guó)木材年采伐量的１巧左右。然而，目前我國(guó)竹材資源

5、利用基本處于原料初級(jí)化工階段一。采用先進(jìn)熱解技術(shù)對(duì)竹材深加工是我國(guó)竹材資瓣高效利用的種行之有效的方法。微波加熱生物質(zhì)熱解具有加熱速率快、均勻性好及預(yù)處理成本低等特點(diǎn)，但對(duì)其熱解特性的研究相對(duì)較少，尤其是對(duì)微波加熱條件下金屬離子對(duì)竹材生物質(zhì)熱解特性的影，對(duì)微波加熱條件下竹材生物質(zhì)巧解途徑及機(jī)制尚不十分清楚，響研究還未涉及。為此本文借助氣相色譜ＧＣ、氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀－ＭＳ、電感賴合等離子體發(fā)射光譜儀（）（ＧＣ）Ｉ－ＦＴ化Ｐ－（ＣＰＯＥＳ、技術(shù)和ＧＣ／ＭＳ技術(shù)等現(xiàn)代分析技術(shù)手段，開(kāi)展了微波加熱條件下）ｙ竹材的熱解動(dòng)力學(xué)レッ及微波催化反應(yīng)機(jī)理與產(chǎn)物調(diào)控機(jī)

6、制等方面、金屬離子的作用機(jī)制的研究，Ｗ期為我國(guó)竹材資源的高效、高附加值綠色綜合利用奠定基礎(chǔ)。本文利用微波熱重分析儀研究了微波加熱條件下竹材的熱解動(dòng)力學(xué)特性。研究發(fā)現(xiàn)，＂＂微波熱解沒(méi)有出現(xiàn)明顯的玻璃化轉(zhuǎn)變現(xiàn)象，旦起始熱解溫度低于傳統(tǒng)熱解：微波加熱可降低活化能及頻率因子，對(duì)熱解反應(yīng)同時(shí)具有促進(jìn)和抑制作用，同時(shí)發(fā)現(xiàn)活化能的降低對(duì)反應(yīng)速率的促進(jìn)作用大于頻率因子的降低對(duì)反應(yīng)速率的抑制作用，對(duì)微波。此外熱解和傳統(tǒng)熱解進(jìn)行比較，微波加熱對(duì)熱解的促進(jìn)作用更為顯著，，分析發(fā)現(xiàn)微波熱解得到的氣體產(chǎn)率總是高于傳統(tǒng)熱解，且對(duì)熱解揮發(fā)分的二次反應(yīng)レ：＾及炭與Ｃ〇２的氣化反

7、應(yīng)有顯著促進(jìn)作用。本文在自行設(shè)計(jì)的微波生物質(zhì)熱解系統(tǒng)上，考察了微波功率、含水率及顆粒粒徑對(duì)物料升溫特性、產(chǎn)物分布及產(chǎn)物特性的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明：隨著微波功率的增加，竹材最高熱解溫度及對(duì)應(yīng)的升溫速率逐漸提高，竹材熱解程度加劇。研究發(fā)現(xiàn)，微波熱解得到的氣體產(chǎn)率總是大于液體產(chǎn)率，旦顆粒粒徑的減小提高了竹材升媼速率和最高熱解溫度，且水分，更有利于不可冷凝氣體的生成：含水率的増加有利于液體產(chǎn)物的生成促進(jìn)了竹材熱解反應(yīng)的程度水分參與竹材熱解反應(yīng)的程度加劇。基于金屬離子在生物質(zhì)熱解過(guò)