热解木醋液促进秸秆水热液化成油及水相产物循环利用的机制

基本信息
批准号:51706126
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:田纯焱
学科分类:
依托单位:山东理工大学
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:柏雪源,张玉春,沈秀丽,李艳美,张德俐,丑鹏涛,张庆法
关键词:
生物原油木质纤维素水相产物水热液化木醋液
结项摘要

Bioenergy is different from many other sustainable energy technologies and can produce carbon-based biofuel. Especially, thermochemical liquefaction has the most potentiality to produce petroleum-alternative liquid biofuel. However, the individual thermochemical liquefaction, including dry route such as fast pyrolysis liquefaction and wet route such as hydrothermal liquefaction (HTL) has some limitations of byproducts’ reusing during producing liquid biofuels. It’s proposed that thermochemical biorefinery of straw through reusing peocess water can resolve this limitation, in which the wet route (HTL) integrates with dry route (pyrolysis). Considering the important role of process water during biorefinery, this project will study reusing the process water, including pyroligneous acid (PA) and hydrothermal aqueous product (HAP) to enhance HTL biocrude formation, which is the critical problem during this thermochemical biorefinery. To clearly investigate this problem, HTL study hierarchically carried out through choosing the common model compounds between PA and HAP (such as organic acids, alcohols and phenols), and the model compounds of straw (such as lignin, cellulose and sugar). Common model compounds between PA and HAP, PA and recycling HPA respectively add to model compounds of biomass and straw to study the feature of biocrude oil formation via HTL to reveal the common promotion mechanism of biocrude oil formation through addition of these two process water byproducts for HTL of straw. This project will provide a theoretical basis to resolve the problem on reusing byproducts of process water to enhance biocrude production via HTL of lignocelluloses.

生物质能源有别与其它可再生能源,可生产碳基燃料。生物质热化学液化具有生产石油可替代生物液体燃料的潜力。但是目前单种热化学液化技术包括干法技术如快速热解液化、湿法技术如水热液化(HTL)在制备液体生物燃料过程都因无法解决副产物利用的问题而存在一定局限性。通过利用过程水而将干湿两种热化学技术耦合的秸秆热化学生物炼制将有效解决这种问题。考虑过程水在炼制过程中发挥的重要作用,项目围绕如何利用炼制过程中热解木醋液、HTL水相产物来强化HTL产油效率这个关键问题展开研究。通过选用两种过程水模型物(有机酸、醇类和酚类等)和模型生物质(木质素、纤维素和糖类等),逐层次地展开水热液化研究。依次研究过程水模型物、热解木醋液和循环使用HTL水相产物分别与模型生物质和秸秆的HTL成油特性,揭示两种过程水副产物促进秸秆HTL成油的共同机制。本项目从科学层面为利用过程水副产物促进木质纤维素水热液化成油而奠定理论基础。

项目摘要

生物质能源有别与其它可再生能源,可生产碳基燃料。生物质热化学液化具有生产石油可替代生物液体燃料的潜力。但是目前单种热化学液化技术包括干法技术如快速热解液化、湿法技术如水热液化(HTL)在制备液体生物燃料过程都因无法解决副产物利用的问题而存在一定局限性。本项目通过利用过程水而将干湿两种热化学技术耦合的秸秆热化学生物炼制将有效解决这种问题。考虑过程水在炼制过程中发挥的重要作用,项目围绕如何利用炼制过程中热解木醋液、HTL水相产物来强化HTL产油效率这个关键问题展开研究。通过过程水模型物对干生物质逐层次地展开水热液化研究。依次研究过程水模型物、热解木醋液和循环使用HTL水相产物对秸秆的HTL成油特性。项目揭示了过程水副产物促进秸秆HTL成油的共同机制。为了系统性达成研究目标,还具体开展了以下几方面的研究:(1)生物质热解聚水相产物的生成规律;(2)玉米秸秆与木醋液协同水热转化的研究;(3)木醋液交互处理对秸秆水热降解特性的影响;(4)水相累积循环对生物质水热降解特性的影响;(5)基于未来水相循环应用的水热转化系统的研发。通过本项目的研究,获得了秸秆热解生成木醋液的机理与关键设备、玉米秸秆与木醋液协同转化机理、水相累积循环对秸秆转化的影响机理等方面的成果。基于以上成果可以进一步研发基于此项技术的关键设备和系统平台。本项目从科学层面为利用过程水副产物促进木质纤维素水热液化成油而奠定理论基础。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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