【正文】 大學四年的生活就這樣快要結束了，至此我也要 感謝我的家人對我的支持，讓我大學生活圓滿結束，在此我感謝我的家人﹗ 由于本人水平有限，文中可能有許多不足，希望各位老師批評指正。 35 致謝 本論文是在 周安寧 老師細心 、 認真 、 負責的指導下進行的，從最初的論文題目，開題，實驗階段，以及論文 的撰寫 過程中都得到了 陳福欣 老師的悉心照顧。 34 4 結論 本文主要以 三種生物質(zhì)（葵花稈、小麥稈和玉米稈） 為原料， 通過 PyGC/MS對其產(chǎn)物進行分析，考察反應條件對其產(chǎn)物的影響，主要研究反應時間和反應溫度這兩個因素對其產(chǎn)物種 類和含量的影響。之后 調(diào)整 熱解溫度 到 700℃，熱解時間分別為 和 ，仍然未發(fā)現(xiàn)半焦熱解后的出峰現(xiàn)象。 500℃熱解條件下： CO脂類、烴類物質(zhì)在 ； 醇類、酸類、 醛酮類在 ；芳香類在 ； 雜環(huán)和其他兩類物質(zhì)在在四個熱解時間下含量相差不大 。 600℃熱解條件下： CO2含量隨著熱解時間的增加而逐漸升高 ；醇類物質(zhì)在四個熱解時間下 均為出現(xiàn) ； 脂類在 ， ；酸類在 值， ； 醛酮類在 ； 芳香類在 值 ；烴類物質(zhì) 含量相差不大 ；雜環(huán)類物質(zhì) 只 在 ；其他物質(zhì)只在 28 。[oxy bis(2,1ethanediy loxy )]bis 16412398 % % 13 Toluene 32185043 % % 14 1Hy droxy 2butanone 52860600 % % 15 2Propanone, 1hy droxy 81173826 % % 16 Propy lamine, N,N,2,2tetramethy l, Noxide 79051101 % % 17 1Isopropy ldiaziridine 15119257 % % 18 Propanoic acid, 2oxo, methy l ester 23102960 % % 23 19 2Cy clopenten1one 63858960 % % 20 2Propanone, 1(acety loxy ) 25126838 % % 21 2Cy clopenten1one, 2methy l 14564980 % % 22 2Cy clopenten1one, 2hy droxy 3methy l 48681427 % % 23 Phenol, 2methoxy 63972842 % % 24 Phenol, 2methoxy 4methy l 22716109 % % 25 Benzene, 1,3bis(1,1dimethy lethy l) 15629110 % % 26 2Methoxy 4v iny lphenol 105184605 % % 27 Phenol, 2,6dimethoxy 67744500 % % 28 Benzene, 1,3,5tritertbuty l 1347583476 % % 29 Phenol, 2methoxy 4(1propeny l) 84853019 % % 30 Indan, 6tertbuty l4ethy l1,1dimethy l 67289851 % % 31 Naphthalene, 2,7bis(1,1dimethylethyl)1,2,3,4tetrahydro 7428366 % % 32 3HBenz[e]indene, 2methy l 35014281 % % 33 cisStilbene 88668724 % % 合計 4111573367 100% % 表 葵花稈在 600℃， 的產(chǎn)物總結 5 . 0 0 1 0 . 0 0 1 5 . 0 0 2 0 . 0 0 2 5 . 0 0 3 0 . 0 0 3 5 . 0 0 4 0 . 0 0 4 5 . 0 0 5 0 . 0 0 5 5 . 0 005 0 0 0 0 0 0 1 e + 0 7 1 . 5 e + 0 7 2 e + 0 7 2 . 5 e + 0 7時 間 豐度T I C : G C M S _ 1 1 3 5 . D \ d a t a . m s 1 . 4 4 8 1 . 5 3 0 1 . 6 9 6 1 . 8 0 3 2 . 0 0 9 2 . 0 6 1 2 . 1 2 4 2 . 4 3 3 2 . 5 9 0 2 . 7 2 4 3 . 1 2 4 3 . 3 5 8 4 . 5 4 3 4 . 6 0 0 4 . 6 9 7 4 . 9 5 6 5 . 1 4 5 5 . 2 1 7 6 . 4 7 7 7 . 7 4 9 8 . 9 8 4 1 3 . 7 8 01 6 . 0 1 01 9 . 8 6 32 1 . 8 7 52 4 . 1 0 42 5 . 5 1 42 7 . 9 0 32 8 . 5 2 82 9 . 4 4 52 9 . 8 6 53 1 . 9 8 93 2 . 0 9 2 圖 葵花稈在 600℃， 的 離子流圖 溫度 時間 CO2 醇類 脂類 酸類 醛酮 芳香 烴類 雜環(huán) 其他 300℃ 36 24 400℃ 500℃ 600℃ 24 700℃ 表 小麥稈不同熱解條件下的產(chǎn)物總結 由實驗數(shù)據(jù)分析可知， 小麥稈 的熱解產(chǎn)物中 CO醛酮類、芳香類的相對含量比較高一些，酸類、 烴 類的含量次之， 醇類、脂類、雜環(huán) 的含量 相對少一些 。 500℃熱解條件下： CO脂、醛酮、烴類物質(zhì)均在 ；醇類在 ；酸類在 ；芳香類在 ；雜環(huán)類物質(zhì)在 出現(xiàn)產(chǎn)物。煤熱解溫度段 (350℃～ 650℃ )高于生物質(zhì)熱解溫度段 (200℃～ 550℃ ),熱解固體產(chǎn)物高 ,揮發(fā)分析出速率明顯低于生物質(zhì)。 生物質(zhì)熱解 DTG曲線出現(xiàn)峰值的區(qū)間主要是半纖維素與纖維素的熱解階段 , DTG曲線是否出現(xiàn)分離的雙峰現(xiàn)象取決 于試樣中半纖維素組分相對于纖維素組分的質(zhì)量分數(shù) 。 由 TG曲線 可知 玉米稈的失重最明顯，其次是葵花稈，小麥稈 18 的失重最小。 由于生物質(zhì)快速熱解反應過程中 , 生物油主要來自揮發(fā)分的裂解 , 揮發(fā)分的含量直接決定著生物油產(chǎn)量的多少 , 而生物質(zhì)中的水分和灰分含量則嚴重影響著生物油的產(chǎn)量與品質(zhì)。 1） 原料的水分、灰分、揮發(fā)分按照 GB/T212— 20xx 計算，計算公式如下： %1001 ?? mmMad () %1 0 02 ?? mmAad () adad MmmV ??? %1 0 03 () 式中： m —— 空氣干燥煤樣質(zhì)量， g； 16 m1 —— 煤樣 干燥后減少的 質(zhì)量， g； m2 —— 灼燒后殘留物的 質(zhì)量， g； m3 —— 煤樣加熱后減少的 質(zhì)量， g； Mad—— 空氣干燥 煤樣 的水分 的 質(zhì)量 分數(shù) ， %； Aad—— 空氣干燥煤樣的灰分的 質(zhì)量 分數(shù) ， %； Vad—— 空氣干燥煤樣的揮發(fā)分的 質(zhì)量 分數(shù) ， %。 將小燒杯灼燒后加入 1 ul 內(nèi)標物 ， 使用電子天平稱取 1 mg 試驗樣品加入小燒杯，再使用小金屬棒插入小燒杯調(diào)整物料位置， 通過鑷子 將小燒杯放入裂解儀 中，依靠自由落體方式將 小燒杯 跌落在裂解 管中進行裂解 。熱解實驗在高純氮氣氣氛下進行，流量為 50 L/min ，程序升溫速率 20 ℃ /min ，熱解終溫 700 ℃。 表 生物質(zhì)與半焦 工業(yè)分析和元素分析 （ wt.%） 原料 工業(yè)分析 元素分析 Mad Aad Vad C H N C/H 葵花稈 玉米稈 小麥稈 半焦 表 主要實驗試劑 試劑名稱 規(guī)格 生產(chǎn)廠家 丙酮 分析純 西安化學試劑廠 1,3,5三叔丁基苯 分析純 西安化學試劑廠 實驗主要儀器及設備 表 主要儀器與設備 設備名稱 型號 生產(chǎn)廠家 14 電熱鼓風干燥箱 電 子天平 1013 CPA225D 北京科偉永興儀器有限公司 賽多利斯科學儀器（北京）有限公司 灰分揮發(fā)分測定儀 CTM500 中國礦業(yè)大學張洪研究所研制 元素分析儀 (ELEMENT) Vario ELⅢ 德國艾樂曼分析系統(tǒng)公司 熱重分析儀 TGA/DSC 1 美國 梅特勒 托利多 氣相色譜分析儀 GC7890A 美國 安捷倫科技有限 公司 質(zhì)譜儀 5975C 美國 安捷倫科技有限 公司 熱解爐 PY2020iS 日本 FRONTIER LAB 微量進樣器 10ul 上海安亭微量進樣器廠 樣品 分析 元素分析是在德國艾樂曼分析系統(tǒng)公司生產(chǎn)的 VarioELⅢ CHNOS 型元素分析儀中進行分析，可以測定樣品中 C、 H、 N 的含量指標。將 三種 生物質(zhì)進行預處理后，利用 PyGC/MS 進行快速熱裂解并對其產(chǎn)物進行分析， 得出每種 生物質(zhì) 的最佳熱解條件 。甲烷再生成甲醛，而甲醛或者分解或者直接燃燒。其中纖維素，半纖維素的熱解產(chǎn)物主要是揮發(fā)性物質(zhì)，木質(zhì)素的熱解產(chǎn)物是炭。 Yang 等 [19]對生物質(zhì)的主要 組成 成分纖維素、半纖維素和木質(zhì)素進行了熱重紅外聯(lián)用分析， 考察 了 3 種組分的熱解特性 和氣體產(chǎn)物的 產(chǎn)生情況 ，發(fā)現(xiàn)纖維素主要產(chǎn)生 CO 氣體，半纖維素主要產(chǎn)生 CO2 氣體，而木質(zhì)素主要產(chǎn)生 H2 和 CH4 氣體。 生物質(zhì)的熱解及其進一步轉化是開發(fā)利用生物質(zhì)能的有效途徑之一 [16]。 雖然我國在生物質(zhì)能源開發(fā)方面取得了巨大成績，但技術水平與發(fā)達國家相比仍存在一定差距；在我國現(xiàn)實社會經(jīng)濟環(huán)境中還存在一些消極因素制約或阻礙著生物 質(zhì)能利用技術的發(fā)展、推廣和應用。多年研究表明，原產(chǎn)我國及東南亞國家的芒草類植物是比較理想的能源物質(zhì)，目前已被歐洲、美國、日本作為能源植物加以研究、試驗和開發(fā)利用，廣泛用于造紙、建筑材料和發(fā)酵等。巴西實施了大規(guī)模的甘蔗制乙醇計劃，用作汽車燃料，減少了石油進口； 20xx 年美國生產(chǎn)了 50 億升玉米乙醇，乙醇消耗相當于汽油消耗量的 1%。 生物質(zhì)發(fā)電技術在發(fā)達國家已經(jīng)受到廣泛重視。生物柴油可單獨使用以代替柴油，又可以一定比例（ 2%～ 30%）與柴油混合使用。目前厭氧發(fā)酵主要分生物質(zhì)發(fā)酵制沼氣技術及垃圾填埋技術。熱解后生物質(zhì)原料分解，產(chǎn)物經(jīng)冷卻后，得到深棕色生物油。生物質(zhì)在缺氧加熱或部分氧存在時燃燒，可以產(chǎn)生烴類化合物富集的氣體混合物、油狀的液 6 體和富碳的固體殘余。 生物質(zhì)固化是將稻殼、木屑、花生殼、甘蔗渣等生物質(zhì)原料粉碎到一定粒度，或者不加粉碎，不加黏合劑，在高壓條件下，利用機械擠壓成一定的形狀。 目前，世界各國，尤其是發(fā)達國家，都在致力于開發(fā)高效、無污染的生物質(zhì)能利用技術，保護本國的礦物能源，為實現(xiàn)國家經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展提供根本保障 [13,14]。在此條件下的糖得率為 26． 94％。木質(zhì)素分子量比較大，而且沒有易水解的鍵， 通常采用多種物理和化學方法脫除 木質(zhì)素。 20 世紀 70 年代石油危機后，很多國家開始對生物質(zhì)秸稈制備乙醇進行開發(fā)與利用，其中的原因就是生物質(zhì)秸稈資源是一種可再生能源有關。 （ 2）秸稈被用作制備飼料和食用菌種基料技術主要利用生物質(zhì)秸稈自己的大量有機物質(zhì)可以被動物所消化，這樣為飼料業(yè)提供了更多的原料來源。生物質(zhì)在常壓下用堿液處理時，堿液中的 OH 破壞木質(zhì)素中的吡喃環(huán)，拆開與木質(zhì)素相瓦纏結的纖維素和半纖維素，解除了木質(zhì)素與半纖維素的空間立體交聯(lián)網(wǎng)狀結構，使生物質(zhì)的原始彈性被破壞掉， 脫 除了大部分 木質(zhì)素，分解 了 部分纖維素與半纖維素產(chǎn)生了具有粘結作用的糖類以及果