纖維素稀酸水解制取燃料酒精的試驗(yàn)研究.pdf

1、生物質(zhì)能源開發(fā)利用是緩解當(dāng)前能源危機(jī)與環(huán)境壓力，建立可持續(xù)發(fā)展能源系統(tǒng)的有效措施。其中，生物質(zhì)的水解技術(shù)可以將生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為還原糖，利用水解生成的糖進(jìn)一步發(fā)酵可以制取燃料酒精等液體燃料或者其它高附加值的化工原料。 本文首先對(duì)生物質(zhì)水解制取燃料酒精的研究背景、利用方式以及國(guó)內(nèi)外生物質(zhì)制取燃料酒精的研究現(xiàn)狀和未來的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了歸納總結(jié)。然后在間歇反應(yīng)器上，以生物質(zhì)的主要成分纖維素為原料，進(jìn)行了極低濃度硫酸為催化劑的水解研究，系統(tǒng)研

2、究了反應(yīng)溫度、時(shí)間、酸濃度以及壓力等參數(shù)對(duì)水解糖產(chǎn)率和纖維素轉(zhuǎn)化率的影響規(guī)律。得出不同酸濃度下獲取還原糖的最佳停留時(shí)間。得出在0.05％硫酸作為催化劑的條件下，于215℃和40atm等優(yōu)化條件下得到了46.55％的還原糖得率和55.07％的纖維素轉(zhuǎn)化率。 同時(shí)針對(duì)乙酸等有機(jī)酸作為催化劑的研究發(fā)現(xiàn)酸種類對(duì)纖維素水解的轉(zhuǎn)化率影響不大，但對(duì)糖的得率有著一定的影響，有機(jī)酸的研究為利用生物質(zhì)熱裂解技術(shù)等生成的有機(jī)酸作為水解催化劑提供了一定

3、的參考，可以實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)的綜合能源化利用。 利用發(fā)酵的經(jīng)驗(yàn)優(yōu)化條件，對(duì)還原糖液進(jìn)行了發(fā)酵，即在發(fā)酵溫度為28℃，發(fā)酵周期為72h，接種比例為1：10的條件下，得到了0.134g/g的酒精產(chǎn)率。整個(gè)試驗(yàn)是在無菌條件下的搖瓶中(80~00r/min)進(jìn)行的，具體應(yīng)用到工業(yè)上還有很長(zhǎng)一段距離。 建立了水解動(dòng)力學(xué)模型，研究了停留時(shí)間與纖維素轉(zhuǎn)化率的關(guān)系。最后考慮到生物質(zhì)水解的產(chǎn)率提高，提出了連續(xù)床反應(yīng)，并且在反應(yīng)過程中不斷轉(zhuǎn)移得到