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木质纤维素水解液糖酸分离系统的研究

作　者: 梁静
导　师: 魏刚
学　校: 北京化工大学
专　业: 材料科学与工程
关键词: 燃料乙醇 酸值 离子交换树脂 静态吸附 穿透曲线
分类号: TQ351.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


离子交换树脂应用在燃料乙醇水解糖酸液分离工艺中有着广阔的应用前景,对解决工业上以石灰石中和水解液的方法所造成的硫酸无法回收再利用,污染环境,乙醇产率低的等问题具有极其重要的意义。本文以离子排斥色谱法为理论研究依据,针对高浓度的糖酸液分离进行了系统的试验和理论研究,为工业中树脂的筛选和动力学研究提供基础数据。在离子排斥色谱法分离糖酸的基础上,采用静态吸附的方法比较了五种国产工业树脂对糖溶液的吸附能力,初步筛选出00l×4和syno 7两种型号的树脂,做为木质纤维素水解糖酸液的分离工艺所需的离子交换树脂。并分析了不同温度、pH值、吸附时间、糖浓度等各因素对吸附效果的影响。结果表明：恒温水浴连续震荡12小时,在pH=3.0,T=323K,初始浓度为10%(质量分数)时,001×4树脂对糖酸液中糖的吸附性能达到最好,静态吸附量为304.61 mg/g,吸附率达到29.30%。通过对糖吸附动力学和热力学研究表明,001×4树脂对糖的吸附动力学可用拟二级动力学方程描述。设计了树脂动态吸附分离实验装置,在进料糖浓度为10%、柱高60cm,分离温度27℃、吸附液流量1.0-1.2ml/min条件下,测定了木质纤维素水解糖酸液的吸附操作穿透曲线。实验结果表明新柱和再生柱的穿透曲线基本一致,符合树脂对糖液和酸液的吸附-分离机理。证明树脂对混合糖酸液具有很好的分离能力,且再生后的树脂柱也具有良好的吸附-脱附性能。

全文目录


摘要  5-7
ABSTRACT  7-13
第一章 文献综述  13-33
  1.1 生物质及转化技术的发展  13-15
    1.1.1 生物质的发展  13
    1.1.2 生物质资源的特点  13-14
    1.1.3 生物质转化技术发展现状  14-15
  1.2 燃料乙醇  15-20
    1.2.1 燃料乙醇产品  15-16
    1.2.2 燃料乙醇的生产现状  16-20
  1.3 纤维素秸秆的预处理  20
  1.4 燃料乙醇制备中纤维素水解方法  20-23
    1.4.1 酶水解法  21
    1.4.2 酸水解法  21-23
  1.5 糖酸分离系统的研究  23-27
    1.5.1 中和及蒸馏法  23
    1.5.2 溶剂萃取法  23-24
    1.5.3 双极性膜电渗析法  24-26
    1.5.4 离子排斥色谱法  26-27
  1.6 离子交换树脂及其应用  27-30
    1.6.1 离子交换树脂及分离原理  27
    1.6.2 离子排斥色谱法分离机理  27-29
    1.6.3 离子排斥色谱法分离糖酸液的国内外研究状况  29-30
  1.7 课题的创新之处及意义  30-33
    1.7.1 课题的创新之处  30-31
    1.7.2 课题的意义  31-33
第二章 实验部分  33-43
  2.1 实验材料及试剂  33-34
  2.2 实验仪器  34-35
  2.3 实验方法  35-41
    2.3.1 实验分析方法  35-37
    2.3.2 实验内容  37-41
  2.4 本章小结  41-43
第三章 阳离子交换树脂对水解液中糖液的吸附性能研究  43-51
  3.1 引言  43
  3.2 结果与讨论  43-50
    3.2.1 树脂的筛选  43-44
    3.2.2 温度对树脂吸附性能的影响  44-45
    3.2.3 酸度对树脂吸附性能的影响  45-47
    3.2.4 糖浓度对树脂吸附性能的影响  47-48
    3.2.5 糖吸附动力学  48-50
  3.3 本章小结  50-51
第四章 固定床动态吸附工艺及特性的研究  51-61
  4.1 引言  51
  4.2 树脂空隙率的测定  51-52
  4.3 树脂的动态实验  52
  4.4 结果与讨论  52-60
    4.4.1 树脂空隙率的测定  52-54
    4.4.2 动态吸附实验  54-55
    4.4.3 动态吸附糖酸分离  55-59
    4.4.4 树脂再生  59-60
  4.5 本章小结  60-61
第五章 结论  61-63
参考文献  63-65
致谢  65-67
研究成果及发表的学术论文  67-69
作者简介  69-71
导师简介  71

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 纤维素质的化学加工工业 > 木材化学加工工业 > 木材水解
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