基於組分的生物質分級液化機理及產物分離方法研究

《基於組分的生物質分級液化機理及產物分離方法研究》是依託華中科技大學，由王賢華擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於組分的生物質分級液化機理及產物分離方法研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：王賢華
• 依託單位：華中科技大學

中文摘要

生物質是重要的可再生資源，是能源和化工可持續發展的物質基礎。根據生物質資源的特點，將其有機組分（纖維素、半纖維素和木質素）分別利用是生物質轉化的重要發展方向。在較溫和的水熱條件下，生物質中的半纖維素完全水解而木質素髮生改性，進一步可利用分級熱解的方法實現纖維素和木質素的分級液化和產物富集，為液化產物的分離和高值化利用提供了很好的基礎。本項目將焦炭選擇性吸附與生物質分級液化相結合，研究生物質水熱預處理、分級熱解過程機理，探索實現各階段液體產物中高附加值成分富集的條件，分析焦炭結構和形貌的演變規律以及對吸附特性的影響，探索實現焦炭吸附選擇性調控的活化改性方法，最終形成生物質三組分分級液化及其產物富集和分離的新工藝，為生物質高效轉化和高值化利用提供一條新的途徑。

結題摘要

生物質具有複雜的有機組分結構，是生物質利用的物質基礎。為實現生物質資源的高效轉化和高值化利用，本項目採用水熱預處理和分級熱解有機結合的新工藝，對生物質水熱預處理和分級熱解的過程機理進行深入研究，探索實現各階段液體產物中高附加值成分調控和富集的條件。研究結果表明，在溫和水熱條件下，生物質中的半纖維素充分水解生成糠醛，同時一部分木質素髮生降解；經過水熱預處理的生物質的灰分和半纖維素含量大幅減少，進一步在400℃左右低溫熱解條件下，得到的液體產物中富含左旋葡聚糖等糖類物質；而經過前兩級處理後的固體產物，所含木質素難以熱解，採用分子篩催化劑在高溫下催化熱解可以得到成分相對集中的酚類和芳香烴產物；基於上述結果，最終確定了生物質分級液化各階段的最佳反應條件，實現目標產物的最大富集。本項目研究成果對深入了解生物質三組分在水熱、熱解以及催化熱解條件下的反應路徑有重要意義，同時為生物質製備高品質液體燃料技術發展提供技術支持。