本文關鍵詞：生物質氣固同步氣化高效制氫研究

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【摘要】：耦合了熱解、氣固同步氣化和催化蒸汽重整的一體化制氫工藝大大提高了原料的利用率。熱解氣和生物質炭在氣固同步氣化過程中的相互作用和轉化對整個工藝起了很大貢獻。本論文的研究主要包括三部分：氣流床中熱解氣和焦炭的同步氣化研究,生物質炭對芳烴的催化行為研究以及生物質氣固同步氣化模擬研究。以棉花桿為原料,利用生產富氫氣體的一體化工藝考察了氣固同步氣化過程的作用。由于熱解氣和焦炭在氣流床反應器中的相互作用,產品的分布被有意義的改變。熱解焦炭和焦油被同時且更有效的轉化利用。這使得焦炭產量從20.47%減少到8.95%,碳元素轉化率增加了13.2%。另外,焦油組分的組成和產量也被改變。尤其是,由于多元芳香化合物被轉化減輕了催化重整階段的壓力,使得催化劑上的積碳率降低了大約4倍,最終氫氣產量達到了78.19g/Kg-棉花桿。利用固定床反應器對氣固同步氣化過程中的生物質炭對焦油中芳烴的催化重整進行了進一步的研究。研究選取苯作為焦油中單環(huán)芳香類的模型化合物,選取萘作為焦油中多環(huán)芳香類的模型化合物。研究發(fā)現：生物質炭上的催化蒸汽重整可以使得苯、萘更有效的向著更低沸點或更低環(huán)的物質轉化,對多環(huán)芳烴(PAHs)起到了開環(huán)的作用,苯的轉化率達到92%,萘可以達到90.3%,大大增加了氣體產率。利用Aspen Plus建立了生物質熱解以及氣固同步氣化的流程并對其進行了模擬,利用靈敏度分析考察了氣固同步氣化溫度和水質比(S/B)對氣氣體組成的影響,與實驗結果的氣體組成進行了對比。發(fā)現該模型可以較好的反映實驗結果,靈敏度分析得到高溫和水蒸汽的存在利于氫氣生產,最佳氣化溫度為800℃-850℃,最適合水質比為2.5左右。
【關鍵詞】：同步氣化 生物質炭 熱解氣 催化蒸汽重整 芳烴
【學位授予單位】：華東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ116.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-11
• 1.1 選題背景9
• 1.2 本課題研究的目的和意義9-11
• 第二章 文獻綜述11-25
• 2.1 生物質簡介11-12
• 2.1.1 生物質來源及分類11
• 2.1.2 生物質組成11
• 2.1.3 生物質資源利用優(yōu)勢11-12
• 2.2 生物質制氫工藝方法12-17
• 2.2.1. 熱解工藝13-15
• 2.2.2 氣化工藝15-17
• 2.3 生物質熱解氣化產物及其影響因素介紹17-23
• 2.3.1 揮發(fā)份18-19
• 2.3.1.1 原料的影響18
• 2.3.1.2 溫度的影響18
• 2.3.1.3 氣化劑的影響18-19
• 2.3.1.4 S/B的影響19
• 2.3.2 生物質炭19-20
• 2.3.3 焦油20-23
• 2.3.3.1 焦油的組成及分類20-22
• 2.3.3.2 焦油的危害22
• 2.3.3.3 焦油的脫除22-23
• 2.4 本課題研究的主要內容23-25
• 第三章 一體化制氫工藝中：氣流床中熱解氣和焦炭的同步氣化研究25-39
• 3.1 引言25
• 3.2 實驗部分25-30
• 3.2.1 實驗原料25-26
• 3.2.2 實驗設備和工藝26-27
• 3.2.3 催化蒸汽重整工藝段的工藝條件和催化劑準備27-28
• 3.2.4 產品收集和分析方法28-30
• 3.2.5 數據分析方法30
• 3.3 結果和討論30-38
• 3.3.1 對焦炭的影響31-33
• 3.3.2 對焦油組分的影響33-36
• 3.3.3 對不凝性氣體組分和產量的影響36-38
• 3.4 小結38-39
• 第四章 氣固同步氣化制氫工藝中：生物質炭對芳香烴的催化作用研究39-60
• 4.1 引言39
• 4.2 實驗部分39-43
• 4.2.1 催化劑準備39-41
• 4.2.2 實驗設備與工藝41-42
• 4.2.3 產品收集和分析方法42
• 4.2.4 數據分析方法42-43
• 4.3 實驗結果和討論43-58
• 4.3.1 不同工藝下苯的反應性比較43-46
• 4.3.2 以生物質炭為催化劑的苯的催化蒸汽重整46-48
• 4.3.3 以生物質炭為催化劑的萘的催化蒸汽重整48-51
• 4.3.4 苯、萘反應后的液體產物組成比較51-58
• 4.4 小結58-60
• 第五章 基于Aspen Plus平臺的生物質氣固同步氣化模擬研究60-69
• 5.1 引言60
• 5.2 氣固同步氣化模型建立60-64
• 5.2.1 模型假設61-63
• 5.2.2 物性方法的選擇63-64
• 5.3 模型計算與結果討論64-65
• 5.4 模型靈敏度分析65-67
• 5.4.1 氣固同步氣化溫度的影響66
• 5.4.2 水質比的影響66-67
• 5.5 小結67-69
• 第六章 結論69-70
• 參考文獻70-79
• 致謝79-80
• 附錄80

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前5條

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本文編號：1060356