作為一種可再生能源,生物質能有著極其廣闊的前景。生物質的熱解/氣化制氣是目前一種常用的應用手段,而在反應過程中不可避免地會有焦油生成。冷凝的焦油會阻塞與損壞設備,且同時降低了合成氣的產量與質量,如何去除生物質焦油,是目前工業(yè)生產中亟待解決的關鍵問題。催化裂解被認為是一種較為有效且可行的方法。碳基材料,如煤與生物質的半焦、活性炭等,都可以作為生物質熱解/氣化過程的催化劑來使用。一方面,這些催化劑可以有效地去除反應中所生成的生物質焦油,提升合成氣的產量與質量;另一方面,制取半焦與活性炭的原材料來源廣泛,價格低廉,經濟性高。所以,以半焦和活性炭等碳基材料用作焦油裂解的催化劑是可行且有效的。本論文以豆秸和榛子殼為生物質焦油原料,以自行制得的褐煤焦和一種商品活性炭為焦油裂解催化劑,在小型快速下落式固定床反應器上進行了生物質焦油的催化裂解實驗。首先,本論文考察了熱解溫度、煤焦與生物質物料比等反應條件對焦油產量的影響;其次,本論文探究了CO₂氣化時間和酸洗脫灰等制焦條件對焦油產量的影響,并通過氮氣吸附、熱重分析和能譜分析等手段對其進行了表征;最后,本論文還研究了活性炭載鐵對生物... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 能源發(fā)展現(xiàn)狀
        1.1.1 世界能源發(fā)展現(xiàn)狀
        1.1.2 我國能源發(fā)展現(xiàn)狀
    1.2 生物質能
        1.2.1 生物質的組成、結構和性質
        1.2.2 生物質熱解和氣化技術
        1.2.3 生物質熱解氣化裝置
    1.3 生物質焦油
        1.3.1 焦油的組成
        1.3.2 生物質焦油的去除
    1.4 生物質焦油裂解催化劑
        1.4.1 天然礦石催化劑
        1.4.2 碳基催化劑
        1.4.3 合成催化劑
    1.5 影響生物質焦油裂解的因素
    1.6 本課題研究內容
2 實驗部分
    2.1 實驗儀器
    2.2 實驗原料
        2.2.1 煤及生物質原料
        2.2.2 化學試劑
    2.3 實驗裝置
        2.3.1 焦樣的制備
        2.3.2 負載金屬活性炭/生物質的制備
        2.3.3 生物質焦油的裂解
        2.3.4 產物的計算
    2.4 催化劑表征
        2.4.1 比表面積及孔結構測定
        2.4.2 熱重分析
        2.4.3 能譜分析
        2.4.4 色譜分析
3 褐煤焦特性及其催化豆秸焦油裂解研究
    3.1 焦產率
    3.2 反應溫度對液相產物產率的影響
    3.3 褐煤焦與生物質物料比對液相產物產率的影響
    3.4 煤焦氣化時間對液相產物產率的影響
    3.5 酸洗脫灰對液相產物產率及煤焦特性的影響
    3.6 床層添加物的對比
    3.7 生物質原料的對比
    3.8 比表面積分析
    3.9 本章小結
4 活性炭及貝殼催化榛子殼焦油裂解研究
    4.1 生物質摻混氧化鐵對液相產物產率的影響
    4.2 活性炭載鐵量(浸漬法)對液相產物產率的影響
    4.3 活性炭載鐵量(摻混法)對液相產物產率的影響
    4.4 貝殼對液相產物產率的影響
    4.5 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]生物質熱解研究進展[J]. 王偉文,吳國鑫,張自生.  當代化工. 2017(11)
[2]煤焦油與鐵基載氧體不完全燃燒的競爭性反應[J]. 李勇鵬,鞏建,薛旭艷,王翠蘋.  青島大學學報(工程技術版). 2017(03)
[3]基于Fe2O3載氧體的生物質化學鏈氣化熱力學模擬研究[J]. 黃振,劉帥,李德波,湛志鋼,何方,李海濱.  太陽能學報. 2017(05)
[4]榛子殼活性炭的制備工藝優(yōu)化及表征[J]. 房丹丹,呂春茂,孟憲軍,張煒佳,鄧曉雨.  沈陽農業(yè)大學學報. 2016(05)
[5]熱解溫度及AAEM元素對生物質快速熱解焦油的影響[J]. 馮冬冬,趙義軍,唐文博,張宇,錢娟,孫紹增.  化工學報. 2016(06)
[6]世界能源發(fā)展趨勢及對我國能源革命的啟示[J]. 張玉卓,蔣文化,俞珠峰,李全生,張軍.  中國工程科學. 2015(09)
[7]除灰處理對勝利褐煤的結構及燃燒特性的影響[J]. 馮莉,于曉慧,劉祥春,趙迎亞.  中國礦業(yè)大學學報. 2015(02)
[8]熱態(tài)半焦和冷態(tài)半焦催化裂解煤焦油研究[J]. 劉殊遠,汪印,武榮成,曾璽,許光文.  燃料化學學報. 2013(09)
[9]生物質或煤氣化焦油脫除研究進展[J]. 杜卡帥,楊國華,于春令.  環(huán)境工程. 2011(06)
[10]基于三組分的生物質快速熱解實驗研究[J]. 趙坤,肖軍,沈來宏,瞿婷婷.  太陽能學報. 2011(05)

碩士論文
[1]生物質焦油催化重整制氫研究[D]. 劉爽.大連理工大學 2015
[2]生物質焦油在半焦基催化劑下水蒸氣重整的研究[D]. 張文華.大連理工大學 2014
[3]榛子殼的白腐菌降解及棕色素的研究[D]. 陶希婧.大連工業(yè)大學 2013



本文編號：3227307