本文關(guān)鍵詞：生物質(zhì)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(zhì)炭在氣固同步氣化過程中的相互作用和轉(zhuǎn)化對整個工藝起了很大貢獻(xiàn)。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(zhì)炭對芳烴的催化行為研究以及生物質(zhì)氣固同步氣化模擬研究。以棉花桿為原料,利用生產(chǎn)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(yīng)器中的相互作用,產(chǎn)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(zhuǎn)化利用。這使得焦炭產(chǎn)量從20.47%減少到8.95%,碳元素轉(zhuǎn)化率增加了13.2%。另外,焦油組分的組成和產(chǎn)量也被改變。尤其是,由于多元芳香化合物被轉(zhuǎn)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(chǎn)量達(dá)到了78.19g/Kg-棉花桿。利用固定床反應(yīng)器對氣固同步氣化過程中的生物質(zhì)炭對焦油中芳烴的催化重整進(jìn)行了進(jìn)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(xiàn)：生物質(zhì)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(diǎn)或更低環(huán)的物質(zhì)轉(zhuǎn)化,對多環(huán)芳烴(PAHs)起到了開環(huán)的作用,苯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到92%,萘可以達(dá)到90.3%,大大增加了氣體產(chǎn)率。利用Aspen Plus建立了生物質(zhì)熱解以及氣固同步氣化的流程并對其進(jìn)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(zhì)比(S/B)對氣氣體組成的影響,與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的氣體組成進(jìn)行了對比。發(fā)現(xiàn)該模型可以較好的反映實(shí)驗(yàn)結(jié)果,靈敏度分析得到高溫和水蒸汽的存在利于氫氣生產(chǎn),最佳氣化溫度為800℃-850℃,最適合水質(zhì)比為2.5左右。
【關(guān)鍵詞】：同步氣化 生物質(zhì)炭 熱解氣 催化蒸汽重整 芳烴
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(xiàn)綜述11-25
• 2.1 生物質(zhì)簡介11-12
• 2.1.1 生物質(zhì)來源及分類11
• 2.1.2 生物質(zhì)組成11
• 2.1.3 生物質(zhì)資源利用優(yōu)勢11-12
• 2.2 生物質(zhì)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(zhì)熱解氣化產(chǎn)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(zhì)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(nèi)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(shí)驗(yàn)部分25-30
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料25-26
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)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(zhǔn)備27-28
• 3.2.4 產(chǎn)品收集和分析方法28-30
• 3.2.5 數(shù)據(jù)分析方法30
• 3.3 結(jié)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(chǎn)量的影響36-38
• 3.4 小結(jié)38-39
• 第四章 氣固同步氣化制氫工藝中：生物質(zhì)炭對芳香烴的催化作用研究39-60
• 4.1 引言39
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分39-43
• 4.2.1 催化劑準(zhǔn)備39-41
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與工藝41-42
• 4.2.3 產(chǎn)品收集和分析方法42
• 4.2.4 數(shù)據(jù)分析方法42-43
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論43-58
• 4.3.1 不同工藝下苯的反應(yīng)性比較43-46
• 4.3.2 以生物質(zhì)炭為催化劑的苯的催化蒸汽重整46-48
• 4.3.3 以生物質(zhì)炭為催化劑的萘的催化蒸汽重整48-51
• 4.3.4 苯、萘反應(yīng)后的液體產(chǎn)物組成比較51-58
• 4.4 小結(jié)58-60
• 第五章 基于Aspen Plus平臺的生物質(zhì)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(shè)61-63
• 5.2.2 物性方法的選擇63-64
• 5.3 模型計(jì)算與結(jié)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(zhì)比的影響66-67
• 5.5 小結(jié)67-69
• 第六章 結(jié)論69-70
• 參考文獻(xiàn)70-79
• 致謝79-80
• 附錄80

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

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本文編號：1060356