基于改性HZSM-5沸石催化劑可燃固體廢棄物催化熱解特性研究
發(fā)布時間:2021-04-20 19:18
我國城市生活垃圾產生量增長迅速,嚴重危害了環(huán)境和居民生活條件,探尋減量化、資源化和無害化的處理方式是一項關乎生態(tài)文明和環(huán)境保護的重要課題。熱解技術因其可以實現(xiàn)有價值產品的充分再利用和能源最大回收,具有較高的環(huán)境和經(jīng)濟效益而日益受到了廣泛研究。生物質含氧量較高、含碳量較低,因此對生物質進行單獨熱解使得熱解油難以滿足作為液體燃料的要求。為獲得更高品質的液體產物,生物質單獨熱解研究朝著與其他富氫廢棄物如廢輪胎或廢塑料等混合催化熱解方向發(fā)展。為此,本文以城市生活垃圾典型組分廚余垃圾和廢輪胎為研究對象,研究廚余垃圾和廢輪胎混合熱解和催化熱解制取液體燃料,探討不同摻混比和催化劑下的熱解反應過程以及熱解產物的分布規(guī)律,為廚余垃圾和廢輪胎資源化綜合利用提供了思路和參考依據(jù)。本文采用了多種實驗技術和方法,研究廚余垃圾和廢輪胎催化熱解過程反應特性和熱解產物析出規(guī)律,具體如下:(1)利用熱重同步分析儀研究了廚余垃圾、廢輪胎及其混合樣品的催化熱解特性和催化劑的抗焦化性能。研究結果表明,廚余垃圾和廢輪胎的熱解失重過程均可分為三個階段和存在一個失重主峰。廢輪胎的熱解起始溫度、最大失重速率和最大失重速率對應溫度均高...
【文章來源】:華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:88 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 廚余垃圾處理現(xiàn)狀
1.3 廢輪胎回收利用現(xiàn)狀
1.4 國內外研究現(xiàn)狀綜述
1.4.1 國內外廚余垃圾熱解研究現(xiàn)狀
1.4.2 國內外廢輪胎熱解研究現(xiàn)狀
1.4.3 國內外生物質與廢輪胎混合熱解研究現(xiàn)狀
1.4.4 國內外快速熱解研究現(xiàn)狀
1.4.5 國內外催化熱解研究現(xiàn)狀
1.5 國內外沸石催化熱解研究現(xiàn)狀
1.6 課題的提出與來源
1.7 主要研究內容
第二章 實驗方案與裝置介紹
2.1 實驗物料與處理
2.2 催化劑的制備及表征方法
2.2.1 催化劑的制備
2.2.2 催化劑的表征方法
2.3 熱解實驗設備介紹
2.3.1 熱重同步分析儀
2.3.2 傅里葉變換紅外光譜儀
2.3.3 熱裂解儀
2.3.4 氣相色譜-質譜聯(lián)用儀
2.4 熱解實驗方法
2.4.1 熱重-紅外聯(lián)用系統(tǒng)實驗方法
2.4.2 熱裂解-氣相色譜/質譜聯(lián)用系統(tǒng)實驗方法
2.5 實驗數(shù)據(jù)的處理與分析方法
2.5.1 熱重實驗的數(shù)據(jù)處理方法
2.5.2 反應生成氣體的數(shù)據(jù)分析方法
2.5.3 熱裂解-氣相色譜/質譜聯(lián)用分析方法
2.6 本章小結
第三章 廚余垃圾和廢輪胎單樣催化熱解特性及產物分析
3.1 引言
3.2 廚余垃圾和廢輪胎單樣催化熱解失重特性分析
3.2.1 廚余垃圾催化熱解失重特性分析
3.2.2 廢輪胎催化熱解失重特性分析
3.2.3 廚余垃圾和廢輪胎單樣熱解特性對比分析
3.3 廚余垃圾和廢輪胎單樣催化熱解反應動力學分析
3.4 廚余垃圾和廢輪胎單樣催化熱解產物分析
3.5 本章小結
第四章 廚余垃圾和廢輪胎混合催化熱解特性及產物分析
4.1 引言
4.2 廚余垃圾和廢輪胎混合催化熱解失重特性分析
4.2.1 混合比例對熱解失重特性影響分析
4.2.2 混合樣品的協(xié)同作用分析
4.3 混合催化熱解反應動力學分析
4.4 混合催化熱解紅外光譜分析
4.5 混合催化熱解產物分析
4.5.1 混合比例對熱解產物影響分析
4.5.2 混合樣品的協(xié)同作用分析
4.6 本章小結
第五章 廚余垃圾和廢輪胎在改性HZSM-5下的混合熱解特性及產物分析
5.1 引言
5.2 改性HZSM-5催化劑的表征
5.2.1 氮氣物理吸附結果分析
5.2.2 X射線衍射結果分析
5.2.3 掃描電鏡結果分析
5.3 催化劑對熱失重特性影響分析
5.4 催化熱解反應動力學分析
5.5 催化劑對熱解產物影響分析
5.6 催化劑的焦化特性
5.7 本章小結
全文總結與展望
全文總結
創(chuàng)新點
研究工作展望
參考文獻
附錄
攻讀碩士學位期間取得的研究成果
致謝
附件
【參考文獻】:
期刊論文
[1]利用熱解-氣相色譜/質譜聯(lián)用儀研究減壓渣油及其膠質亞組分的熱解規(guī)律[J]. 王佳琪,王苛宇,呂園,田原宇. 石油煉制與化工. 2019(07)
[2]輪胎粒徑對熱解產物的影響[J]. 鄧飛虎,王黎. 應用化工. 2019(06)
[3]木質生物質催化熱解制備富烴生物油研究進展[J]. 鄭志鋒,鄭云武,黃元波,盧怡,王珍,李文斌,李水榮,林鹿. 林業(yè)工程學報. 2019(02)
[4]木質纖維素生物質組分的催化快速熱解[J]. 周偉,畢亞東,陳慧,胡劍利. 天津理工大學學報. 2018(03)
[5]纖維素與廢輪胎微波共熱解規(guī)律及產物特性[J]. 王文亮,時宇杰,王少華,黨澤攀,李新平. 高等學;瘜W學報. 2018(05)
[6]廢輪胎資源化利用現(xiàn)狀[J]. 蘇瑞景,關杰,梁波. 上海第二工業(yè)大學學報. 2016(01)
[7]不同堿金屬碳酸鹽對油頁巖熱解的影響[J]. 王擎,吳晗,賈春霞,石聚欣,隋義. 化工機械. 2015(03)
[8]HZSM-5上生物質催化裂解的近期研究進展(英文)[J]. 譚順,張志軍,孫劍平,王清文. 催化學報. 2013(04)
[9]餐廚垃圾熱解實驗研究[J]. 黃云龍,郭慶杰,田紅景,侯良玉. 高;瘜W工程學報. 2012(04)
[10]TPAOH/NaOH混合堿體系對ZSM-5沸石的改性及其催化性能研究[J]. 李莎,李玉平,狄春雨,張鵬飛,潘瑞麗,竇濤. 燃料化學學報. 2012(05)
博士論文
[1]城市生活垃圾與造紙污泥混合熱解特性及其機理研究[D]. 方詩雯.華南理工大學 2019
[2]煤及生物質快速熱解和熱解焦油提質研究[D]. 張俊杰.大連理工大學 2018
[3]城市生活垃圾與農林廢棄物共熱解及熱解液分離提質研究[D]. 楊迪.中國礦業(yè)大學(北京) 2017
[4]改性HZSM-5作用下聚丙烯基木塑的熱解研究[D]. 林曉娜.東北林業(yè)大學 2016
[5]廚余垃圾的燃燒與熱解特性研究[D]. 劉海力.華南理工大學 2014
[6]尾煤和廢輪胎共熱解研究[D]. 劉海兵.中國礦業(yè)大學(北京) 2012
[7]分級孔道和金屬改性ZSM-5分子篩制備、表征及催化甲醇制烴研究[D]. 倪友明.華中科技大學 2011
[8]廢輪胎熱解油的資源化利用研究[D]. 王慧.華東理工大學 2011
碩士論文
[1]基于鋅鐵改性HZSM-5的桉木催化熱解特性研究[D]. 徐佳晨.華南理工大學 2019
[2]廢輪胎熱解特性研究[D]. 帥坤.西北大學 2017
[3]餐廚垃圾分選有機廢物熱解特性及示范工程研究[D]. 黃博.北京化工大學 2017
本文編號:3150251
【文章來源】:華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:88 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 廚余垃圾處理現(xiàn)狀
1.3 廢輪胎回收利用現(xiàn)狀
1.4 國內外研究現(xiàn)狀綜述
1.4.1 國內外廚余垃圾熱解研究現(xiàn)狀
1.4.2 國內外廢輪胎熱解研究現(xiàn)狀
1.4.3 國內外生物質與廢輪胎混合熱解研究現(xiàn)狀
1.4.4 國內外快速熱解研究現(xiàn)狀
1.4.5 國內外催化熱解研究現(xiàn)狀
1.5 國內外沸石催化熱解研究現(xiàn)狀
1.6 課題的提出與來源
1.7 主要研究內容
第二章 實驗方案與裝置介紹
2.1 實驗物料與處理
2.2 催化劑的制備及表征方法
2.2.1 催化劑的制備
2.2.2 催化劑的表征方法
2.3 熱解實驗設備介紹
2.3.1 熱重同步分析儀
2.3.2 傅里葉變換紅外光譜儀
2.3.3 熱裂解儀
2.3.4 氣相色譜-質譜聯(lián)用儀
2.4 熱解實驗方法
2.4.1 熱重-紅外聯(lián)用系統(tǒng)實驗方法
2.4.2 熱裂解-氣相色譜/質譜聯(lián)用系統(tǒng)實驗方法
2.5 實驗數(shù)據(jù)的處理與分析方法
2.5.1 熱重實驗的數(shù)據(jù)處理方法
2.5.2 反應生成氣體的數(shù)據(jù)分析方法
2.5.3 熱裂解-氣相色譜/質譜聯(lián)用分析方法
2.6 本章小結
第三章 廚余垃圾和廢輪胎單樣催化熱解特性及產物分析
3.1 引言
3.2 廚余垃圾和廢輪胎單樣催化熱解失重特性分析
3.2.1 廚余垃圾催化熱解失重特性分析
3.2.2 廢輪胎催化熱解失重特性分析
3.2.3 廚余垃圾和廢輪胎單樣熱解特性對比分析
3.3 廚余垃圾和廢輪胎單樣催化熱解反應動力學分析
3.4 廚余垃圾和廢輪胎單樣催化熱解產物分析
3.5 本章小結
第四章 廚余垃圾和廢輪胎混合催化熱解特性及產物分析
4.1 引言
4.2 廚余垃圾和廢輪胎混合催化熱解失重特性分析
4.2.1 混合比例對熱解失重特性影響分析
4.2.2 混合樣品的協(xié)同作用分析
4.3 混合催化熱解反應動力學分析
4.4 混合催化熱解紅外光譜分析
4.5 混合催化熱解產物分析
4.5.1 混合比例對熱解產物影響分析
4.5.2 混合樣品的協(xié)同作用分析
4.6 本章小結
第五章 廚余垃圾和廢輪胎在改性HZSM-5下的混合熱解特性及產物分析
5.1 引言
5.2 改性HZSM-5催化劑的表征
5.2.1 氮氣物理吸附結果分析
5.2.2 X射線衍射結果分析
5.2.3 掃描電鏡結果分析
5.3 催化劑對熱失重特性影響分析
5.4 催化熱解反應動力學分析
5.5 催化劑對熱解產物影響分析
5.6 催化劑的焦化特性
5.7 本章小結
全文總結與展望
全文總結
創(chuàng)新點
研究工作展望
參考文獻
附錄
攻讀碩士學位期間取得的研究成果
致謝
附件
【參考文獻】:
期刊論文
[1]利用熱解-氣相色譜/質譜聯(lián)用儀研究減壓渣油及其膠質亞組分的熱解規(guī)律[J]. 王佳琪,王苛宇,呂園,田原宇. 石油煉制與化工. 2019(07)
[2]輪胎粒徑對熱解產物的影響[J]. 鄧飛虎,王黎. 應用化工. 2019(06)
[3]木質生物質催化熱解制備富烴生物油研究進展[J]. 鄭志鋒,鄭云武,黃元波,盧怡,王珍,李文斌,李水榮,林鹿. 林業(yè)工程學報. 2019(02)
[4]木質纖維素生物質組分的催化快速熱解[J]. 周偉,畢亞東,陳慧,胡劍利. 天津理工大學學報. 2018(03)
[5]纖維素與廢輪胎微波共熱解規(guī)律及產物特性[J]. 王文亮,時宇杰,王少華,黨澤攀,李新平. 高等學;瘜W學報. 2018(05)
[6]廢輪胎資源化利用現(xiàn)狀[J]. 蘇瑞景,關杰,梁波. 上海第二工業(yè)大學學報. 2016(01)
[7]不同堿金屬碳酸鹽對油頁巖熱解的影響[J]. 王擎,吳晗,賈春霞,石聚欣,隋義. 化工機械. 2015(03)
[8]HZSM-5上生物質催化裂解的近期研究進展(英文)[J]. 譚順,張志軍,孫劍平,王清文. 催化學報. 2013(04)
[9]餐廚垃圾熱解實驗研究[J]. 黃云龍,郭慶杰,田紅景,侯良玉. 高;瘜W工程學報. 2012(04)
[10]TPAOH/NaOH混合堿體系對ZSM-5沸石的改性及其催化性能研究[J]. 李莎,李玉平,狄春雨,張鵬飛,潘瑞麗,竇濤. 燃料化學學報. 2012(05)
博士論文
[1]城市生活垃圾與造紙污泥混合熱解特性及其機理研究[D]. 方詩雯.華南理工大學 2019
[2]煤及生物質快速熱解和熱解焦油提質研究[D]. 張俊杰.大連理工大學 2018
[3]城市生活垃圾與農林廢棄物共熱解及熱解液分離提質研究[D]. 楊迪.中國礦業(yè)大學(北京) 2017
[4]改性HZSM-5作用下聚丙烯基木塑的熱解研究[D]. 林曉娜.東北林業(yè)大學 2016
[5]廚余垃圾的燃燒與熱解特性研究[D]. 劉海力.華南理工大學 2014
[6]尾煤和廢輪胎共熱解研究[D]. 劉海兵.中國礦業(yè)大學(北京) 2012
[7]分級孔道和金屬改性ZSM-5分子篩制備、表征及催化甲醇制烴研究[D]. 倪友明.華中科技大學 2011
[8]廢輪胎熱解油的資源化利用研究[D]. 王慧.華東理工大學 2011
碩士論文
[1]基于鋅鐵改性HZSM-5的桉木催化熱解特性研究[D]. 徐佳晨.華南理工大學 2019
[2]廢輪胎熱解特性研究[D]. 帥坤.西北大學 2017
[3]餐廚垃圾分選有機廢物熱解特性及示范工程研究[D]. 黃博.北京化工大學 2017
本文編號:3150251
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