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快速热解技术是生物质资源利用技术最具潜力技术之一。在热解过程中,稻壳中的有机质转化为可冷凝部分（生物质油）、不可冷凝部分（生物质燃气）和固体（热解炭）。为了提高稻壳资源利用率,实现热解产品的高值化利用,本文共分三个部分,稻壳热解工艺的研究（第二章）、生物质油升级及高值化的利用（第三、四和五章）和热解炭综合利用（第六章）。第一部分、稻壳热解工艺的研究,根据快速热解反应器、稻壳进料器、稻壳干燥器及冷凝器的运行数据。分析结果显示:该热解反应器运行较为顺利,各仪器之间配合较为流畅。主热解反应器的温度能够达到预计的温度400550 oC。稻壳干燥器能够很好地将稻壳的水份降到2%以下,并将稻壳预热到60 oC。稻壳进料器能够很好地控制稻壳进料量。冷凝器能够将高温400 oC的热解蒸汽迅速地降至60 oC。并对获得的稻壳热解油、稻壳热解炭和不凝燃气分别进行了表征与分析。第二部分、本文采用了三条件路线,即酸催化酯化、固体碱催化升级和制备生物质油-苯酚-甲醛树脂胶粘剂。稻壳热解油经酸催化酯化和固体碱催化升级改善了生物质油的性质,使其能满足做为液体燃料方面的应用,制备出的生物质油酚醛树脂胶粘剂直接可应用于胶合板的生产。1.以稻壳热解油为原料,浓硫酸为催化剂,制备了乙醇生物质油和甲醇生物质油。考察了反应温度、反应时间、催化剂用量对乙醇生物质油和甲醇生物质油pH值的影响。对稻壳热解油与乙醇生物质油做了气相-质谱联机（GC-MS）测试、红外光谱（FTIR）和氢核磁共振（1HNMR）检测对比分析。结果表明:催化酯化升级稻壳热解油的最佳反应条件为反应温度120 oC,反应时间为3 h,硫酸用量4 g（原料生物质油60 g）。以纳米碳酸钙为中和剂将硫酸与乙醇生物质油分离。乙醇生物质油的各项性能:pH值从2.83上升到4.55,密度从0.8853g/cm3上升到0.9732 g/cm3,灰份含量从1.2%增加到2.9%。此外,乙醇生物质油的组成中酯类和糖类分别增加了26.1%和6.0%,而酸类和酚类分别减少了15.9%和12.8%;乙醇生物质油中的芳香氢含量从31.32%降低到26.74%,脂肪氢含量从68.68%下降到65.92%;乙醇生物质油的分子量是稻壳热解油的十分之一。2.以超强固体碱催化剂KF/Al2O3催化升级稻壳热解油,改善了乙醇生物质油的性质。研究了热处理温度对固体碱的结构变化、乙醇生物质油pH值和腐蚀性、催化剂回收率的影响。并对稻壳热解油与乙醇生物质油的物理化学性质做了对比,表征方法包括GC-MS、FTIR和凝胶色谱（GPC）。结果表明:KF/Al2O3催化剂的最佳热处理温度为500 oC。采用此催化剂制备出的乙醇生物质油（K-5-oil）pH值为4.45,铝片腐蚀性为0.65%,灰份为0.499%,固体催化剂回收率达96.61%。与稻壳热解油相比,K-5-oil的组成中有机酸类和酯类分别减少了12.8%和8.0%,而酚类和糖类分别增加了9.8%和10.5%。3.本文中采用酚化-多元共聚的方法,通过生物质油替代苯酚制备生物质油-苯酚-甲醛树脂（BPF）胶粘剂,加入糠醛做为交联剂以提高生物质油替代率及胶合强度。生物质油替代苯酚的替代率达到75%,从而能够大大降低成本。首先研究了生物质油添加量、糠醛用量、醛酚比（F/P）、氢氧化钠用量对树脂的胶合强度、分子量和官能团的影响。再采用4因素3水平正交实验最终确定制备BPF胶粘剂最佳工艺参数。结果显示:制备出的BPF胶粘剂最佳工艺参数为生物质油添加量为75%、F/P为0.8、糠醛用量为5%、氢氧化钠用量为20%,制得的胶粘剂各项指标均能满足国标GB/T14732-2006的要求,胶合强度达到1.30 MPa、游离苯酚含量为0.32%、游离甲醛含量为0.20%、游离糠醛含量为0.52%。第三部分、采用碱溶热解炭中的二氧化硅为硅酸钠溶液,实现硅炭分离。炭经稀碱活化制备吸附炭;硅酸钠溶液与氧化钙反应制备硅酸钙,同时回收碱溶液循环利用。1.吸附炭的制备与吸附性能研究的结果显示:（1）吸附炭是以微孔为主的无定形多孔炭,孔径分布主要集中在1 nm以内;（2）吸附炭对孔雀石绿溶液最佳脱色条件:在pH=7,温度30 oC,吸附反应30 min,脱色率能达到99.58%;（3）玉米芯木糖溶液色素最佳的脱色条件为:吸附炭用量为1.5 g（玉米芯木糖溶液50 mL）,在温度50 oC和吸附反应为20 min,脱色率能达到91.15%。另外,吸附炭用量、接触时间和温度对木糖溶液浓度影响较小,脱色工序不会影响木糖产量。2.以炭分离后的硅酸钠溶液与氧化钙反应制备硅酸钙,同时回收碱溶液循环利用。文中考察Ca/Si摩尔比和热处理温度对硅酸钙结构变化的影响,反应温度、反应时间和Ca/Si摩尔比对碱回收率的影响。结果显示:（1）当热处理温度为1000 oC时,Ca/Si摩尔比3时,硅酸钙晶型会保持αL’-硅酸二钙的晶型存在;Ca/Si摩尔比1和3时,硅酸钙晶型以β-硅酸二钙的晶型存在;（2）NaOH碱液回收的最佳条件为:Ca/Si摩尔比为3,温度为90 oC,时间为1 h,此时NaOH回收率最大为100%,硅酸钠残留率最小为0%。综上,本论文以稻壳为原料,经快速热解制备出热解油和热解炭。热解油用于制备乙醇生物质油和木材胶粘剂,热解炭经高效综合利用制备吸附炭和硅酸钙,同时回收碱溶液。这为稻壳资源综合利用技术提供了一个新的途径和方法,使其成为经济、技术、环保、节能均可行的技术路线。