發(fā)布時間：2019-11-03 18:33

【摘要】：廢棄油脂是在餐飲業(yè)中產(chǎn)生的不能再食用的油脂,我國每年產(chǎn)生廢棄油脂500多萬噸,不僅造成嚴重的環(huán)境污染,更容易引發(fā)各種社會問題。粗甘油是生物柴油生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的最主要的副產(chǎn)物,其產(chǎn)量已嚴重過剩。目前對廢棄油脂和粗甘油的處理工藝面臨著諸多問題,因此開發(fā)一種綠色高效的新工藝是解決廢棄油脂和粗甘油資源化利用難題的關鍵。熱等離子體具有高溫、高焓、活性粒子密度大的特點,可將廢棄油脂和粗甘油直接轉(zhuǎn)化為合成氣,其工藝流程短且無需催化劑,是一種極具發(fā)展前景的處理廢棄油脂和粗甘油的新方法。本文采用自制的旋轉(zhuǎn)弧等離子體炬/反應器開展轉(zhuǎn)化粗甘油和廢棄油脂制合成氣的研究,系統(tǒng)考察了操作參數(shù)對轉(zhuǎn)化效果的影響,為開發(fā)綠色高效的廢棄油脂和粗甘油制合成氣技術提供必要的依據(jù)。以甘油/水混合物作為粗甘油的替代物,考察了輸入功率、進料速率、水/甘油質(zhì)量比和磁感應強度對甘油轉(zhuǎn)化過程的影響。研究結(jié)果表明,主要氣體產(chǎn)物為CO、H2、C02和烴類,其中CO和H2可占氣體產(chǎn)物總量的92.17v01%-97.78v01%。隨著輸入功率的增大或進料速率的減小,H2含量增加而CO2和烴類含量減少,碳轉(zhuǎn)化率可增加至100%,能量轉(zhuǎn)化效率存在最大值64.54%。增加水/甘油質(zhì)量比后氣體產(chǎn)物中H2和CO2含量增加而CO和烴類含量減少,能量轉(zhuǎn)化效率和合成氣收率降低,碳轉(zhuǎn)化率不變,H2/CO摩爾比由1.49增加到1.95,可用于后續(xù)合成二甲醚。磁感應強度對大豆油轉(zhuǎn)化效果的影響很小,主要起保護陽極的作用。與其它形式的等離子體轉(zhuǎn)化粗甘油相比,本文的碳轉(zhuǎn)化率和合成氣收率更高,氣化效果更好。經(jīng)過技術經(jīng)濟性分析,生產(chǎn)H2/CO摩爾比為1.5的合成氣,最佳條件為輸入功率/進料速率0.21 kW/(g·min-1),水/甘油質(zhì)量比0.18。此條件下碳轉(zhuǎn)化率為99.27%,能量轉(zhuǎn)化效率為64.39%,H2/CO摩爾比為1.48,CO和H2的收率為91.06%和82.33%,合成氣的成本為1.58元/Nm3。以大豆油作為廢棄油脂的替代物,考察了輸入功率、水/大豆油質(zhì)量比、磁感應強度對大豆油轉(zhuǎn)化過程的影響。與甘油轉(zhuǎn)化實驗類似,氣體產(chǎn)物主要為CO、H2、CO2和烴類,CO和H2占氣體產(chǎn)物總量的89.30v01%～95.08v01%,略低于轉(zhuǎn)化甘油所得合成氣。增加輸入功率,碳轉(zhuǎn)化率增加到98.53%,能量轉(zhuǎn)化效率在17.86kW時有最大值72.86%。由于氣體產(chǎn)物組成變化較小,H2/CO摩爾比在2.45-2.68之間。水/大豆油質(zhì)量比主要影響氣體產(chǎn)物組成和能量轉(zhuǎn)化效率,對碳轉(zhuǎn)化率的影響很小。增加水/大豆油質(zhì)量比,CO和H2收率下降,H2/CO摩爾比由2.13增加到2.58,可用于后續(xù)合成甲醇或費托合成。磁感應強度對大豆油轉(zhuǎn)化效果的影響很小。生產(chǎn)H2/CO摩爾比為2-2.5的合成氣,最佳工藝條件為輸入功率/進料速率為0.17 kW/(g·min-1),水/大豆油質(zhì)量比為1.38。此條件下碳轉(zhuǎn)化率為86.28%,能量轉(zhuǎn)化效率為72.86%,H2/CO摩爾比為2.56,CO和H2的收率為59.46%和76.93%,合成氣成本1.39元/Nm3,低于甘油制合成氣。與甘油相比,轉(zhuǎn)化廢棄油脂的H2/CO摩爾比、能量轉(zhuǎn)化效率更高而CO收率偏低,合成氣的生產(chǎn)成本更低,更適合作為制合成氣的原料。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TE665.3

【參考文獻】

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本文編號：2555211