【正文】 溫度 160 攝氏度，微波功率為 500w，在催化劑用量為 4%的條件下液化 20min，考察料液比分別在 1: 1: 1:1 1: 1： 2 1:30條件下對液化產(chǎn)率的影響，結(jié)果見圖 37 所示。由單因素實驗得到的微波催化液化棉桿的最佳條件為：微波功率 500w，微波時間 20min，反應(yīng)溫度 150℃，料液比 1:12，催化劑用量 6%?；貧w方程是顯著的，相關(guān)系數(shù) R178。在此條件下，所得液化產(chǎn)率高于其他情況下所測液化產(chǎn)率，但仍沒達(dá)到理論值，主要原因可能有功率只能取成百的整數(shù)，還有測量方法的稱取誤差。全文總結(jié)如下： 本文以棉桿為原料，采用乙二醇為催化劑，濃硫酸為催化劑，采用微波輔助催化液化技術(shù)，采用單因素實驗，得到不同液化條件對棉桿液化的影響。 導(dǎo)師還曾經(jīng)教過我 化工設(shè)計 專業(yè)課程，正是由他的 傳道、授業(yè)、解惑，讓我學(xué)到了 更多的專業(yè) 知識 和做人的道理， 在上課時我們都認(rèn)真的學(xué)習(xí)老師講解的知識，下課認(rèn)真溫習(xí)，老師是我們的良師益友， 讓我 們 大學(xué)生活變的更充實。 大連工業(yè)大學(xué)學(xué)報 .2 0 0 8,3.(27):73 一 75. 聊城大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 24 24 [18]Eli HALL D O． Solar energy use through biologypastpresent and future EJ]． Solar Energy， 1979， 22(4)： 307— 308． [19] ALMA M H， YOSHIOKA M， SHIRAISHI N． Preparation of sulfuric acidcatalyzed phenolatedwood resin[J]． Wood Science and Technology， 1998，32： 297— 308． [20]秦嶺，吳玉龍，鄒樹平，等．杜氏鹽藻在亞／超臨界水中液化制生物油[J]．太陽能學(xué)報， 20xx， 31(9)： 1079— 1084． 致謝 本課題是在導(dǎo)師 劉軍海 教授的悉心指導(dǎo)下完成的 , 導(dǎo)師和藹可親、 平易近人 ，淵博的知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和深厚的專業(yè)功底給我 們 留下了深刻的印象，老師經(jīng)常教我們，學(xué)習(xí)的不只是知識，更是方法， 使我 們 受益匪淺。在反應(yīng)過程中，會發(fā)生解聚與水解反應(yīng)，而且其產(chǎn)物有可能在中溫下發(fā)生縮聚反應(yīng)，故反應(yīng)時間不易過短與過長 。為了實際操作方便，棉桿催化液化最佳提取工藝條件修正為：液料比 =19（ ml/g），反應(yīng)溫度 =149℃，微波 功率=500W，微波時間 =20min。二次項 X1*X X1*X3 是顯著的， X2*X2是高度顯著的。 本章小節(jié) 本研究對微波輔助催化液化棉桿的條件做了研究，篩選了合適的催化劑與液化劑，并系統(tǒng)研究了微波輔助催化液化的具體參數(shù)的影響。當(dāng)催化劑用量高時，物料發(fā)生炭化，降低了液化產(chǎn)率?；蛘呤菧囟容^高時，反應(yīng)初始階段沸騰非常厲害，有一些物料粘在瓶壁上，導(dǎo)致液化產(chǎn)率下降。時間延長后。 原料粒徑對液化產(chǎn)率的影響 稱取過棉桿 ，采用乙二醇為液化劑， 96%98%濃硫酸為催化劑，設(shè)定微波溫度 160 攝氏度，在料液比為 1:10 和液化劑用量 4%的條件下液化 20min，微波功率為 500w，考察過 20目， 40 目， 60目篩子的棉桿的液化產(chǎn)率 ，結(jié)果見圖 33 聊城大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 10 10 0 10 20 30 40 50 60 70 物料粒徑 /目 圖 33 物料粒徑對棉桿液化產(chǎn)率的影響 由圖 33 可以看出，在所研究的范圍內(nèi)，原料粒徑對棉桿液化產(chǎn)率影響不大，這與微波加熱的特點有很大關(guān)系，不同于常規(guī)加熱方式，從物料表面開始加熱，而是均衡地穿透物料，是內(nèi)加熱，且對物料有某種選擇性。而在酸性條件相同時，乙二醇作為液化劑時，棉桿的液化產(chǎn)率較高。設(shè)定一定的微波功率，反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間，打開磁力攪拌器和冷凝水，然后啟動自動裝置反應(yīng)開始。目前 , 本實驗室已經(jīng)通過催化的方法得到成分較為簡單的生物油 。 面對化石能源的日趨枯竭和環(huán)境污染的加劇 , 尋找潔凈的可替代的新能源已成為迫在眉睫的問題。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 , 人們生活水平的提高 , 環(huán)境保護(hù)意識 的增 強 , 化石能源逐漸減少 , 對包括生物質(zhì)能在內(nèi)的可再生資源的合理、高效開發(fā)利用 , 必將愈來愈受到人們的重視。 聊城大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 6 6 據(jù)統(tǒng)計 , 我國植棉面積大約為 600 萬 hm2 , 皮棉總產(chǎn)量達(dá) 600 萬 t 以上。 (2)生物油存在以下問題，如 pH 值低、對設(shè)備有腐蝕性的問題，因此，今后應(yīng)重點加強生物油應(yīng)用技術(shù)和生物油提質(zhì)技術(shù)研究，使生物油滿足實際利用的需要。K／ s 一 10 K／ s)、超短產(chǎn)物停留時間 (0， 5— 1 s)及適中的裂解溫度 (500℃左右 )，使生物質(zhì)中的有機高聚物分子在隔絕空氣的條件下迅速斷裂為短鏈分子，生成含有大量可冷凝有機分子的蒸汽，蒸汽被迅速冷凝，同時獲得液體燃料、少量不可凝氣體和焦炭 ]。將生物質(zhì)液化，是一種高效的生物質(zhì)轉(zhuǎn)化技術(shù)，因為生物質(zhì)能來源豐富，無污 染等特點受到人們廣泛關(guān)注。對本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均在文中以明確的方式表明。通過將生物質(zhì)液化，可以將大分子轉(zhuǎn)化為特定的官能團(tuán)的化學(xué)品，得到燃料和化工原料。解決能源安全和環(huán)境污染問題，一方面要節(jié)約能源，減少能源消耗，但最根本的是尋求和開發(fā)來源充足、供應(yīng)安全、環(huán)境友好的替代能源。近年來有采用 H：加壓，使用溶劑 (如四氫萘、醇、酮等 )及催化劑 (如 Co— Mo、 Ni—Mo 系加氫催化劑 )等手段，使液體產(chǎn)率大幅度提高 ?？疾炝吮貢r間、熱解溫度以及升溫速率等工藝參數(shù)對產(chǎn)物產(chǎn)率的影響，著重研究了生物油產(chǎn)率隨工藝參數(shù)的變化規(guī)律。而棉花相對于子棉的經(jīng)濟(jì)系數(shù)為 0. 35~ 0. 40, 也就是說 , 每年還至少可生產(chǎn)出棉桿 1 400 萬 t，棉桿是一重要的可再生資源。其油含 水量、元素組成以及產(chǎn)熱值與常規(guī)裂解生產(chǎn)的油要好得多 ?？傮w來說 , 生物質(zhì)微波裂解生產(chǎn)液體燃料的技術(shù)還并不聊城大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 7 7 成熟 , 國內(nèi)外學(xué)者正在加大力度進(jìn)行該技術(shù)的研究和開發(fā)。儀器裝有石英三口燒瓶。將液化產(chǎn)物進(jìn)行減壓抽濾，留在瓶壁上的殘渣用工業(yè)酒精稀釋，倒入產(chǎn)物里繼續(xù)進(jìn)行真空抽濾，進(jìn)行足夠長時間后，得到濾液和不濾物殘渣。 0 100 200 300 400 500 600 700 800 功率 /w 圖 32 微波功率對棉桿液化產(chǎn)率的影響 由圖 32 可以得出，微波功率是影響液化產(chǎn)率的重要因素。 微波時間對液化產(chǎn)率的影響 稱取過 40 目篩子的棉桿 ， 5 份，采用乙二醇為液化劑， 96%― 98%的濃硫酸為催化劑，設(shè)定微波溫度 160 攝氏度，在料液比為 1:10 和液化劑用量 4%的條件下液化，微波功率為 500w，考察微波反應(yīng)時間分別在 10min、 15min、 20min、25min、 30min 條件下對催化液化產(chǎn)率的影響，結(jié)果如圖 34所示。因此，微波輔助催化液化棉桿制取生物油時間大概 20min 左右。 聊城大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 13 13 00 催化劑用量 圖 36 催化劑用量對棉桿液化產(chǎn)率的影響 由圖 36 可以看出，當(dāng)催化劑用量為 0 時，在中溫情況下物料基本上不會液化。 聊城大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 14 14 010 5 10 15 20 25 30 料液比 /（ ml/g） 圖 37 料液比對棉桿液化產(chǎn)率的影響 由圖 37 可以看出：液化產(chǎn)率隨料液比的增加而增加，當(dāng)料液比達(dá)到 1:12 后，液化率變化減小。 微波輔助催化液化棉桿工藝的優(yōu)化實驗 響應(yīng)面法是建立良好實驗?zāi)Ｐ偷挠行Чぞ撸闷漤憫?yīng)面圖可以直觀了解因素變化對響應(yīng)值的影響過程。在 90%以上 ，說明響應(yīng)值（提取率）的變化有 90%來源，于所選變量即：液料比、提取溫度和微波功率。 4 生物油的分析 生物油成分復(fù)雜，組成繁多， 目前對生物油的分析主要采用 GC— MS分析 l。以反應(yīng)溫度、料液比、反應(yīng)時間為影響因素，分別建立三個因素與液化條件的回歸數(shù)學(xué)模型。 通過這次 ,使我得到很多鍛煉 , 論文的整個過程都凝聚著導(dǎo)師的心血，在這里 ,向恩師表示誠摯的感謝和敬意 ! 整個論文工作得益于化學(xué)化 工學(xué)院山東能源重點實驗室里老師的幫助，在此感謝劉軍海老師，崔慶新老師，房玉真老師，魏西蓮老師對我的幫助，再次對他們表示真摯的感謝。（ 15） :200205 [7]王予，馬文超，朱哲，等．生物質(zhì)快速熱解與生物油精制研究進(jìn)展 [J]．生物質(zhì)化學(xué)工程， 20xx， 45(5)： 30 [8]王鳳品，王君，陳明功，等．生物 油 的特性及其應(yīng)用研究進(jìn)展 [J]．生物質(zhì)化學(xué)工程， 20xx， 42(13)： 35 [9]DEMIRBAS A． Mechanism of liquefaction and pyrolysis reactions of biomass[J]． Energy Conversion Management． 20xx． 41； 633— 646． [10] Bridgwater A V， Meier D， Encrad