本文關(guān)鍵詞：玉米秸稈催化液化制備生物油實驗研究

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【摘要】：在能源與環(huán)境的雙重要求下,尋找新型環(huán)保可再生液體燃料迫在眉睫,生物質(zhì)作為世界上第四大能源,開始受到人們的廣泛關(guān)注。水熱液化技術(shù)作為一種可將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可再生液體燃料的技術(shù),也備受矚目。本文以我國北方常見的農(nóng)作物廢棄物玉米秸稈為原料,以非均相催化劑HZSM-5和FeHZSM-5為催化劑進行高溫高壓催化液化實驗,對于反應(yīng)過程有重要影響的反應(yīng)溫度、催化劑用量和反應(yīng)時間三個主要因素進行探究,并采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)和傅里葉紅外光譜儀(FT-IR)以及元素分析等方法對生物油的結(jié)構(gòu)和成分等進行分析。用浸漬法制備硅鋁比分別為25,38和50的負載型催化劑FeHZSM-5,并使用X射線衍射儀(XRD)和電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP)對催化劑進行表征。使用硅鋁比為25的負載型催化劑Fe HZSM-5進行催化液化實驗,分別以反應(yīng)溫度、催化劑用量和反應(yīng)時間為變量,探究最佳的反應(yīng)條件。結(jié)果表明玉米秸稈為15g,催化劑FeHZSM-5含量為6.67%時,在340℃下反應(yīng)30min時,生物油產(chǎn)率最高,為28.03%,較未添加催化劑時的22.41%,提高了近6%,玉米秸稈轉(zhuǎn)化率為81.73%。此時,生物油的熱值為30.08MJ/kg,主要成分為酚類和長鏈的酯類,生物油中的烴類、酯類等穩(wěn)定物質(zhì)較未添加催化劑都有所增加;而不穩(wěn)定的含羰基化合物酮類物質(zhì)大幅減少,這對生物油的利用十分有利。在已探究出的最佳的催化液化條件下添加硅鋁比為25,38和50的HZSM-5和FeHZSM-5催化劑,對比分析催化液化產(chǎn)物產(chǎn)率以及生物油成分的影響。結(jié)果表明,低硅鋁比的催化劑更有利于生物油的生成,鐵離子的負載能進一步促進生物油的生成,也能促進生物油中酚類化合物轉(zhuǎn)化為其它物質(zhì),同時也有助于增加生物油中的烴類物質(zhì),提高生物油的熱值。高硅鋁比的催化劑能夠促進生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為小分子物質(zhì)。
【關(guān)鍵詞】：玉米秸稈 催化液化 分子篩催化 反應(yīng)條件 生物油
【學(xué)位授予單位】：沈陽航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TK6
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-26
• 1.1 生物質(zhì)及其利用現(xiàn)狀11-18
• 1.1.1 生物質(zhì)分類及組成12-15
• 1.1.2 生物質(zhì)利用現(xiàn)狀15-16
• 1.1.3 生物質(zhì)利用方式16-18
• 1.2 生物質(zhì)水熱液化技術(shù)及其影響因素18-23
• 1.2.1 生物質(zhì)水熱液化技術(shù)18-19
• 1.2.2 生物質(zhì)水熱液化影響因素19-23
• 1.3 生物質(zhì)催化液化研究進展23-24
• 1.3.1 生物質(zhì)催化液化技術(shù)23
• 1.3.2 生物質(zhì)催化液化機理23-24
• 1.4 研究意義及研究內(nèi)容24-26
• 1.4.1 研究意義24-25
• 1.4.2 研究內(nèi)容25-26
• 第2章 催化劑的制備26-30
• 2.1 前言26
• 2.2 催化劑的選擇26-28
• 2.2.1 均相催化劑26-27
• 2.2.2 非均相催化劑27
• 2.2.3 催化劑的對比與選擇27-28
• 2.3 催化劑的表征與分析28
• 2.4 催化劑的制備28-29
• 2.4.1 實驗材料28
• 2.4.2 制備過程28-29
• 2.4.3 催化劑的XRD29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第3章 玉米秸稈催化液化實驗條件研究30-38
• 3.1 前言30
• 3.2 材料與裝置30-31
• 3.2.1 原料30
• 3.2.2 實驗裝置30-31
• 3.3 操作方法與產(chǎn)物分離31-33
• 3.3.1 操作方法31
• 3.3.2 產(chǎn)物分離31-33
• 3.4 液化條件探究33-36
• 3.4.1 反應(yīng)溫度對液化產(chǎn)物分布的影響33-35
• 3.4.2 催化劑用量對液化產(chǎn)物分布的影響35-36
• 3.4.3 反應(yīng)時間對液化產(chǎn)物分布的影響36
• 3.5 本章小結(jié)36-38
• 第4章 玉米秸稈催化液化生物油分析38-49
• 4.1 前言38
• 4.2 生物油成分及分析方法38-40
• 4.2.1 生物油成分38-39
• 4.2.2 生物油分析方法39-40
• 4.3 生物油的分析40-47
• 4.3.1 生物油產(chǎn)率分析40-41
• 4.3.2 生物油的組成結(jié)構(gòu)分析41-42
• 4.3.3 生物油的成分分析42-45
• 4.3.4 生物油的沸點分析45-47
• 4.3.5 生物油的元素分析47
• 4.4 本章小結(jié)47-49
• 第5章 不同硅鋁比催化劑對生物油的影響49-56
• 5.1 前言49
• 5.2 實驗方法49
• 5.3 不同條件下生物油的對比分析49-55
• 5.3.1 不同硅鋁比催化劑對生物油產(chǎn)率影響49-51
• 5.3.2 不同硅鋁比催化劑對生物油結(jié)構(gòu)影響51-53
• 5.3.3 不同硅鋁比催化劑對生物油成分影響53-55
• 5.4 本章小結(jié)55-56
• 結(jié)論56-58
• 參考文獻58-64
• 致謝64-65
• 攻讀碩士期間發(fā)表（含錄用）的學(xué)術(shù)論文65-66

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