玉米秸稈稀硫酸預(yù)處理工藝研究.pdf

1、本文研究了稀硫酸預(yù)處理玉米秸稈過程中，不同的水解條件對(duì)預(yù)處理結(jié)果的影響。通過響應(yīng)曲面法(RSM)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并借助統(tǒng)計(jì)軟件，得到不同反應(yīng)條件下稀硫酸預(yù)處理玉米秸稈的動(dòng)力學(xué)方程并找到了實(shí)驗(yàn)條件下的最佳工藝條件。 首先探討了稀硫酸預(yù)處理玉米秸稈的影響因素。研究了硫酸濃度、反應(yīng)溫度、固液比、粒徑以及反應(yīng)時(shí)間的變化對(duì)水解效率的影響。得到了水解率較高時(shí)每個(gè)單因子對(duì)應(yīng)的取值范圍。 在單次因子實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，研究了反應(yīng)溫度為121℃下，不

2、同硫酸濃度和反應(yīng)時(shí)間對(duì)玉米秸稈中半纖維素水解過程中木糖產(chǎn)率以及選擇性系數(shù)的影響。建立了木糖產(chǎn)率和選擇性系數(shù)對(duì)硫酸濃度和反應(yīng)時(shí)間的兩個(gè)二元二次多項(xiàng)式數(shù)學(xué)模型，借助模型方程及統(tǒng)計(jì)軟件，得到了符合木糖產(chǎn)率大于75％，相關(guān)系數(shù)大于4.0g/g的水解條件，并找到了硫酸濃度為2.0％，水解時(shí)間為43min的最佳工藝條件。 對(duì)低溫(100℃)、不同硫酸濃度(2％～6％)和反應(yīng)時(shí)間(0min～300min)條件下玉米秸稈中半纖維素的水解進(jìn)行了動(dòng)

3、力學(xué)分析，得到了該反應(yīng)條件下玉米秸稈中半纖維素水解過程關(guān)于木糖、葡萄糖和糠醛的動(dòng)力學(xué)參數(shù)和常數(shù)。得出了該溫度條件下稀硫酸水解玉米秸稈的最佳反應(yīng)條件是硫酸濃度5.5％，反應(yīng)時(shí)間90min，此時(shí)水解液中產(chǎn)品的濃度分別是木糖19.91g/L，葡萄糖7.61g/L，糠醛0.84g/L。 對(duì)低溫(80℃)、不同硫酸濃度(2％～6％)和反應(yīng)時(shí)間(0min～300min)條件下玉米秸稈中半纖維素的水解進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析，得到了該反應(yīng)條件下玉米秸