生物质组分热裂解

前言

第1章生物质的组分及其特性

1.1生物质组分

1.1.1生物质的成分分析

1.1.2生物质的组分分布

1.2纤维素

1.2.1纤维素的结构

1.2.2纤维素的特性

1.2.3纤维素模化物及纤维素的提取

1.3半纤维素

1.3.1半纤维素的结构

1.3.2半纤维素的特性

1.3.3半纤维素模化物及半纤维素的提取

1.4木质素

1.4.1木质素的基本结构

1.4.2木质素的特性

1.4.3木质素模化物及代表性木质素的提取

1.5抽提物

1.6无机盐

1.6.1无机盐的组成

1.6.2无机盐的洗除

1.7生物质原料中的水分

参考文献

第2章纤维素热裂解

2.1纤维素热裂解基本过程

2.1.1纤维素热裂解概述

2.1.2纤维素主要糖类模化物的热裂解

2.2不同因素对纤维素热裂解行为的影响

2.2.1反应温度的影响

2.2.2停留时间的影响

2.2.3酸洗预处理的影响

2.2.4其他因素的影响

2.3纤维素热裂解反应动力学模型

2.3.1一步全局反应模型

2.3.2两步反应模型

2.3.3多步综合反应模型

2.4活性纤维素

2.4.1活性纤维素的获取与表征

2.4.2不同因素对活性纤维素性质的影响

2.5基于产物生成的纤维素热裂解机理

2.5.1左旋葡聚糖的生成机理

2.5.25—羟甲基糠醛和糠醛的生成机理

2.5.3乙醇醛和1—羟基—2—丙酮的生成机理

2.5.4小分子气体产物的生成机理

2.6计算化学在纤维素热裂解机理中的应用

2.6.1纤维素单体热裂解的模拟

2.6.2纤维二糖、纤维三糖热裂解的模拟

2.6.3具有周期性结构的纤维素晶体热裂解的模拟

参考文献

本章附表

第3章半纤维素热裂解

3.1半纤维素热裂解基本过程

3.1.1基本糖结构单元的热裂解

3.1.2木聚糖等聚糖模化物的热裂解

3.1.3提取半纤维素的热裂解

3.1.4木聚糖与半纤维素基本糖结构单元的热裂解对比

3.2不同因素对半纤维素热裂解行为的影响

3.2.1反应温度的影响

3.2.2停留时间的影响

3.2.3其他因素的影响

3.3半纤维素热裂解机理

3.3.1半纤维素热裂解反应动力学模型

3.3.2基于产物生成的热裂解机理

3.3.3基于分子层面的半纤维素热裂解机理

参考文献

本章附表

第4章木质素热裂解

4.1木质素热裂解基本过程

4.1.1概述

4.1.2具有木质素典型官能团的模化物热裂解

4.1.3不同木质素的热裂解

4.2不同因素对木质素热裂解行为的影响

4.2.1反应温度的影响

4.2.2停留时间的影响

4.2.3其他因素的影响

4.3木质素热裂解机理

4.3.1木质素热裂解反应动力学模型

4.3.2基于产物生成的木质素热裂解机理

4.3.3基于分子层面的木质素热裂解机理

参考文献

本章附表

第5章组分交叉耦合热裂解

5.1组分的交叉配比对组分热裂解的影响

5.1.1纤维素与半纤维素交叉配比对热裂解行为的影响

5.1.2纤维素与木质素交叉配比对热裂解行为的影响

5.1.3半纤维素与木质素交叉配比对热裂解行为的影响

5.2组分耦合热裂解

5.2.1组分配比生物质的热失重过程

5.2.2组分配比对生物质热裂解产物分布的影响

5.3洗涤纤维的热裂解行为研究

5.3.1不同洗涤纤维的热裂解行为研究

5.3.2不同洗涤纤维的热裂解产物析出分布

5.4抽提物对生物质热裂解的影响

5.4.1抽提物热裂解行为

5.4.2抽提物对生物质热裂解的影响特性

参考文献

本章附表

第6章生物质组分选择性热裂解

6.1无机盐对生物质组分热裂解的影响

6.1.1无机盐添加对生物质组分热裂解动力学的影响

6.1.2无机盐添加对纤维素热裂解产物分布的影响

6.2分子筛催化剂对生物质组分热裂解的影响

6.2.1分子筛催化剂的特性及分类

6.2.2微孔分子筛催化剂对生物质组分的催化热裂解

6.2.3介孔分子筛对生物质组分的催化热裂解

6.3金属氧化物对生物质热裂解的影响

6.3.1金属氧化物的结构特性

6.3.2金属氧化物对生物质组分的催化热裂解

参考文献

本章附表

第7章生物质热裂解

7.1生物质热裂解概述

7.2不同种类生物质的热裂解过程

7.2.1林业类生物质热裂解

7.2.2农业类生物质热裂解

7.2.3草本类生物质热裂解

7.2.4水生类生物质热裂解

7.2.5不同种类生物质热裂解产物对比

7.3生物质快速热裂解液化

7.3.1生物质快速热裂解液化反应过程

7.3.2不同因素对生物质快速热裂解液化的影响规律

7.4生物油分级催化改性

7.4.1生物油分子蒸馏高效分离

7.4.2生物油分子蒸馏馏分提质改性

参考文献

附录1作者在该领域发表的代表性学术论文

附录2作者在该领域指导的代表性学位论文

彩图

由于生物油存在水分含量高、含氧量高、黏度大、热值低、pH低、成分复杂和性质不稳定等缺点，限制了其作为高品位动力液体燃料的应用。解决这一问题的关键有两点：第一是深入分析生物质热裂解机理，掌握热裂解规律，从而试图实现生物油生产过程的源头可控；第二是加强生物油后续改性研究，如生物油的催化加氢、催化裂化和催化酯化等提质改性技术，将分散式生物质热裂解液化和集中式生物油提质改性相结合，从而获得具有动力燃料品质的液体燃料。《生物质组分热裂解（精）》作者王树荣、骆仲泱从事生物质热裂解机理及生物质热裂解液化制取高品位液体燃料等方面研究十几年，希望能够把自己积累的一些研究成果和经验总结出来与国内外同行进行交流，借此书抛砖引玉，为我国生物质能的快速发展尽绵薄之力。本书共分七章。第一章传统液体燃料能源，着重阐述源于石油的传统液体燃料的资源分布、来源、制取和应用情况，认识传统液体燃料的重要性和不足，明确新型液体燃料开发的紧迫性和重要意义。第二章新型烃类燃料能源，介绍通过煤基和生物质基合成气合成的新型烃类燃料包括基本特性和制备方法以及与传统烃类燃料之间的差异。第三章新型醇类燃料能源，首先分析醇类燃料在可再生替代液体燃料中的重要地位，然后介绍传统乙醇燃料的制取方法及其特性和弊端，并进一步阐述开发后续木质纤维素类生物质制取乙醇的重要性及发展态势。第四章可液化燃料二甲醚能源，着重讲述二甲醚的特性及来源，并阐述二甲醚的制取及应用。第五章生物柴油，阐述生物柴油的特性、制取方法和应用前景。第六章生物质热裂解液化制取生物油燃料，着重阐述生物质快速热裂解制取生物油，并对生物油的相关理化特性进行解释，说明这种生物油在具体应用中的不足之处。