發(fā)布時(shí)間：2017-05-03 23:11

  本文關(guān)鍵詞：含氧有機(jī)物催化重整制備純氫的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：能源的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用是生產(chǎn)技術(shù)和生活水平以及社會(huì)發(fā)展的重要標(biāo)志之一,日益嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題使清潔能源引起人們極大的關(guān)注。氫氣作為一種新型能源有著廣泛的應(yīng)用,環(huán)境友好型的生物質(zhì)能源被認(rèn)為是未來(lái)化石燃料的最佳替代能源以保證未來(lái)的能源需求的供應(yīng)。本工作通過(guò)生物油制備純氫,該過(guò)程耦合了生物油的催化重整、水煤氣變換反應(yīng)和C02去除步驟。主要的研究?jī)?nèi)容以及創(chuàng)新成果如下：(1)生物油含氧有機(jī)物催化重整制備純氫核心控制條件的研究生物油模型化合物催化重整制備氫氣的過(guò)程中催化劑的選取,鎳基催化劑作為制氫的首選催化劑,其次對(duì)于催化重整過(guò)程進(jìn)行核心條件的研究,其中溫度,水碳比,進(jìn)樣速度是主要的影響因素。該過(guò)程分為催化重整過(guò)程和水煤氣變換過(guò)程兩部分的耦合,結(jié)果表明催化劑重整過(guò)程選擇20% NiO/Al2O3催化劑,水煤氣變換反應(yīng)選擇34wt%CuO/65wt%ZnO/Al2O3,為了使其催化重整過(guò)程保證較高的轉(zhuǎn)化率和氫氣產(chǎn)率,溫度一般選擇在650℃,轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到97.1%,水煤氣變換過(guò)程的溫度控制在2500 C左右,最后將產(chǎn)生的氣體用吸附劑進(jìn)行處理可以得到氫氣的最高濃度達(dá)到99.96%。(2)不同的生物油模型化合物催化重整制氫對(duì)比的研究生物油的組分非常復(fù)雜,分別對(duì)生物油的不同模型化合物進(jìn)行探索,對(duì)不同的模型化合物進(jìn)行催化重整反應(yīng),在低溫4000C其各種模型化合物的轉(zhuǎn)化率為：甲醇丙酮甲醛醋酸葡萄糖呋喃苯酚。甲醇的轉(zhuǎn)化率是最高的可以達(dá)到91.6%,與此相反呋喃和苯酚在低溫下很難被重整,這是因?yàn)檫秽泻刑继茧p鍵，要打破雙鍵需要較高的溫度,苯酚中含有苯環(huán),苯環(huán)是分子穩(wěn)定性增加。(3)生物油制氫的初步研究對(duì)生物油進(jìn)行水蒸氣催化重整和水煤氣變換耦合反應(yīng)也可以得到純氫,并且其中溫度,水碳比,進(jìn)樣速度是影響轉(zhuǎn)化率和氫氣產(chǎn)率以及氣體分布的主要因素。對(duì)生物油進(jìn)行不同的處理,其中蒸餾油最最容易被重整的,這是因?yàn)檎麴s油中含有很多易揮發(fā)的小分子物質(zhì),重油最難被重整,因?yàn)橹赜椭泻休^多的酚類物質(zhì)。
【關(guān)鍵詞】：含氧化合物 氫氣 催化重整 水煤氣變換 生物油
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O643.36;TQ116.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 研究背景和文獻(xiàn)綜述10-32
• 1.1 引言10-11
• 1.2 氫能11-15
• 1.2.1 氫簡(jiǎn)介11-13
• 1.2.2 電解水制氫13-14
• 1.2.3 化石燃料制氫14-15
• 1.3 生物質(zhì)15-19
• 1.3.1 生物質(zhì)簡(jiǎn)介15-17
• 1.3.2 生物質(zhì)熱解制氫17-18
• 1.3.3 生物質(zhì)氣化制氫18-19
• 1.4 生物油19-22
• 1.4.1 生物油的簡(jiǎn)介19-21
• 1.4.2 生物油水蒸氣重整制氫21-22
• 1.5 本文的目的與新進(jìn)展22-23
• 參考文獻(xiàn)23-32
• 第2章 實(shí)驗(yàn)部分32-38
• 2.1 催化劑的制備32-34
• 2.1.1 化學(xué)試劑32
• 2.1.2 浸漬法制備NiO/Al_2O_332
• 2.1.3 將Pd,Co,Cu,Fe加入到催化劑NiO/Al_2O_3中32-33
• 2.1.4 共沉淀法制備CuZnAl催化劑33-34
• 2.2 催化劑的表征結(jié)果分析34-36
• 2.2.1 X射線衍射(XRD)表征34-35
• 2.2.2 BET-surface area(比表面)分析35
• 2.2.3 TPO(程序升溫氧化法)測(cè)試35-36
• 2.2.4 H2-TPR(H2程序升溫還原)測(cè)試36
• 2.3 反應(yīng)裝置和方法36-38
• 2.3.1 儀器及裝置36-37
• 2.3.2 實(shí)驗(yàn)步驟37-38
• 第3章 生物油模型化合物葡萄糖制高純氫38-56
• 3.1 引言38-39
• 3.2 實(shí)驗(yàn)條件對(duì)催化重整制氫氣過(guò)程的影響39-42
• 3.2.1 不同催化劑對(duì)制氫過(guò)程的影響39-41
• 3.2.2 溫度對(duì)制氫過(guò)程的影響41-42
• 3.3 實(shí)驗(yàn)條件對(duì)催化重整和水煤氣變換耦合制氫制氫過(guò)程的影響42-45
• 3.3.1 溫度對(duì)耦合制備氫氣的影響42-44
• 3.3.2 空速和S/C對(duì)耦合制備氫氣的影響44-45
• 3.4 二氧化碳吸附制備純氫的研究45-46
• 3.5 催化劑穩(wěn)定的測(cè)試46-47
• 3.6 不同模型化合物催化化重整制備氫氣對(duì)比47-51
• 3.7 不同模型化合物催化重整和水煤氣變換耦合制備氫氣51
• 3.8 小節(jié)51-53
• 參考文獻(xiàn)53-56
• 第4章 生物油制氫初步研究56-64
• 4.1 引言56-57
• 4.2 蒸餾油水蒸氣重整制氫57-60
• 4.2.1 溫度對(duì)蒸餾油催化重整制氫過(guò)程的影響57-58
• 4.2.2 溫度對(duì)蒸餾油耦合制氫過(guò)程的影響58-60
• 4.3 生物油催化重整制氫60-61
• 4.4 小節(jié)61-63
• 參考文獻(xiàn)63-64
• 第5章 總結(jié)與展望64-66
• 致謝66-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄68

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