Hydrothermal liquefaction of organosolv lignin to bio-oil

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Autoren

Abstract

Die hydrothermale Verflüssigung (HTL), ein thermochemischer Umwandlungsprozess zur Herstellung von Bioöl aus Organosolv-Lignin, wird in dieser Arbeit beschrieben. Bioöl wird derzeit als hochwertiges Ausgangsmaterial für aromatische Stoffe sowie als Energieträger betrachtet. Dennoch werden die Reaktionen des Lignins während der hydrothermalen Verflüssigung, aufgrund der Komplexität und der Heterogenität des Ligins, zur Zeit noch nicht vollständig verstanden. Diese Arbeit untersucht die quantitative Bildung sowie die qualitative Zusammensetzung des Bioöls, welches durch HTL von Lignin bei subkritischen Temperaturen (270°C, 290°C, 310°C) und verschiedenen Verweilzeiten (10, 20, 30 min) erzeugt wird. Die abgetrennte Bioöl-Fraktion enthielt verschiedene Ligninderivate mit niedriger molarer Masse. Die allgemeine Charakterisierung des Bioöl erfolgte mittels Gel-Permeations-Chromatographie, photoakustischem Infrarotspektrum, Folin Ciocalteu Methode, Karl Fischer Titration und Elementaranalyse. Die Resultate der Gel-Permeations-Chromatographie verdeutlichten die Bildung von Monomeren, Dimeren und Trimeren (Mw von 260 zu 310 g/mol). Die Elementaranalyse zeigte, dass der Kohlenstoffgehalt im Bioöl höher (65.03%) und der Sauerstoffgehalt minimal niedriger (28.33%) als im Lignin (C-Gehalt 64.14% und O-Gehalt 29.88%) waren. Basierend auf den Ergebnissen der Elementaranalyse wurden die Heizwerte des Bioöls (27.98 kJ/g) und des Organosolv-Lignins (26.33 kJ/g) berechnet und verdeutlichten hierdurch die Bedeutung des Bioöls als Energieträger. Die Folin Ciocalteu Methode deutete einen Zusammenhang zwischen steigendem Phenolgehalt im Bioöl und steigender Verweilzeit (0.157 g GAE/ g Bioöl (10 min), 0.159 g GAE/g Bioöl (20 min) und 0.191 g GAE/ g Bioöl (30 min)) an, was vor allem bei moderaten Temperaturen (290 °C) ersichtlich war. Diese Ergebnisse unterstrichen die Relevanz des Bioöls für die chemische Industrie. Die Ergebnisse der Arbeit verdeutlichten im Allgemeinen die erfolgreiche Wertsteigerung des Lignins mittels HTL.

Details

Titel in ÜbersetzungHydrothermale Verflüssigung von organisch gelöstem Lignin zu Bio-Öl
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Lehner, Markus, Betreuer (intern)
  • Sixta, Herbert, Betreuer (extern), Externe Person
Datum der Bewilligung24 Okt. 2014
StatusVeröffentlicht - 2014