愈创木酚超临界水气化转化动力学研究
摘要：本文简单介绍了当今生物质能源现状和生物质能源利用技术以及概述了生物质超临界水气化技术研究现状和各种中间产物尤其愈创木酚的气化转化机理研究现状。以愈创木酚为研究对象，研究生物质超临界水气化，获得宏观转化机理，分析物质的微观状态，从而提高生物质资源的利用率，为提高气化率提供技术经验，对该技术的进一步发展和应用有较好的指导意义。
关键词：愈创木酚；生物质；超临界水气化；动力学
1 前言
我国的生物质能十分丰富，它是唯一可固定碳的清洁可再生能源，是世界能源消费量第四大位能源，但是目前我国的生物质能利用率很低。因此寻求一种高效利用生物质能的处理方法，对于逐步改变我国以化石燃料为主的能源结构具有重要作用具有非常重要的意义。生物质超临界水气化是利用超临界水强大的溶解能力,将生物质中的各种有机物溶解，生成高密度、低黏度的液体，然后在高温高压反应条件下快速气化.生成富含氢气的混合气体。本课题以愈创木酚为研究对象，建立愈创木酚转化动力学模型，获得宏观转化机理，分析愈创木酚的微观状态，研究影响生物质气化率的因素。
2 研究背景及意义
2.1研究背景
随着经济、社会的发展，能源、环境危机是人类当前面临的最大问题，关系到社会的可持续发展。目前充分大规模利用可再生能源已成为国际共识。随着我国经济的快速发展，我国的能源消费日益增长。目前，我国能源年消费量占世界总消费量的20%以上，且呈上升态势。中国生物多样性丰富，扩大生物质能源的开发利用，进行农业生物质能源的发掘利用，不仅解决农民增收和三农问题，还解决了目前中国面临的能源不足、环境污染、食品安全等重大社会经济问题。生物质是一种可再生的资源。在其利用的过程中对大气环境的CO2净排放量很大，在我国, 每年大约产生6亿t农业废弃物(如秸秆、稻壳等) 及大量的林业废弃物(木屑等), 这些废弃物除部分被作为燃料、饲料、肥料以及工业原材料利用外, 还有相当一部分没有得到有效利用。由于化石能源逐步枯竭及其使用过程中的环境问题，生物质的合理利用引起了人们的广泛关注。
SCWG 较之其他的生物质热化学制氢技术有独特的优势，它可以使含水量高的湿生物直接气化，不需要高能耗的干燥过程，不会造成二次污染 [[1]]。生物质是可再生的对环境没有污染的洁净能源，并且储量丰富，因此，生物质的合理利用引起了人们的广泛关注。传统的生物质气化技术主要有空气气化、氧气气化、加氢气化以及直接热解等，由于生物质中水分含量很高，而这几种技术都要求 生 物质原料的含湿量必须在50％以下，干燥过程需要高昂的费用。以水作为反应介质则不需要干燥过程，十分地经济高效。生物质气化制氢可将大量低品质的生物质能转化为高品质的氢能，所以生物质在超临界水中的气化制氢是一项非常有前途的技术[[2]]。国外的许多学者和机构都在对各种生物质及其模型化合物在超临界水中的气化进行研究，并在因素影响、反应机理等方面取得了很大进展。而国内对这方面的研究主要停留在因素影响的研究阶段，反应机理研究还较少[[3]]。生物质的种类繁多，结构复杂，但其主要成分是纤维素、半纤维素和木质素，因此，对生物质三种主要成分的气化规律以及它们之间相互作用的研究，对阐明生物质气化反应机理、气体产量的预测有着重要的意义[[4]]。
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