氫氣作為一種理想的能源載體,是未來能源的重要組成部分。但絕大部分氫氣來源于化石能源,而生物質(zhì)具有來源廣泛、儲量豐富、環(huán)境友好、可再生的優(yōu)點,通過氣化可以制備氫氣,因此,生物質(zhì)氣化制氫得到人們的廣泛關(guān)注。但生物質(zhì)氣化過程仍存在氣化效率不高、氫氣產(chǎn)率低的問題。鑒于此,本研究著重于解決生物質(zhì)氣化過程中存在的主要問題,具體如高含量堿和堿土金屬金屬釋放、焦油含量高、催化劑易失活、高品位產(chǎn)物如氫氣含量低等�，F(xiàn)將主要工作總結(jié)如下:首先從不同鎳鐵比例、溫度、給水速率等改變內(nèi)循環(huán)化學鏈氣化的因素來探討其對纖維素水蒸氣氣化的影響。結(jié)果表明Ni催化揮發(fā)分中碳氫化合物重整的效果優(yōu)于Fe,但Fe的載氧能力更強,且在內(nèi)循環(huán)化學鏈氣化中效果更好。當Ni/Fe摩爾比為2:3時,氫氣的產(chǎn)量和含量均達到最大值,分別為17.26 mmol g-1纖維素和42.05vol.%。氣體總產(chǎn)量隨著水蒸氣的增加呈現(xiàn)先增加后略微減少的趨勢。相對于溫度,水蒸氣對氫氣產(chǎn)量的影響更顯著,其對內(nèi)循環(huán)氣化的影響更強烈。氫氣濃度、H2/CO比例隨水蒸氣的增加而增大,其最大值對應(yīng)的溫度卻隨著水蒸氣的增加而降低。曲面響應(yīng)分析表明在纖維素水蒸氣氣化氣體...

【文章頁數(shù)】：164 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 氫氣制備技術(shù)現(xiàn)狀
    1.3 生物質(zhì)氣化制氫基本原理及研究現(xiàn)狀
    1.4 新型生物質(zhì)氣化技術(shù)
    1.5 催化劑在生物質(zhì)氣化過程中的應(yīng)用
    1.6 生物質(zhì)中堿和堿土金屬對氣化的影響
    1.7 本文的主要研究內(nèi)容
2 Ni/Fe雙金屬催化劑內(nèi)循環(huán)對纖維素催化氣化制氫影響
    2.1 引言
    2.2 實驗樣品與方法
    2.3 分級氣化過程中化學鏈內(nèi)循環(huán)特性分析
    2.4 Ni/Fe比例對纖維素氣化特性的影響
    2.5 溫度、給水速率對纖維素氣化特性的影響
    2.6 溫度、水蒸氣對纖維素氣化特性影響的曲面響應(yīng)分析
    2.7 本章小結(jié)
3 Ce/Fe鈣鈦礦催化劑對纖維素催化氣化制氫特性的影響
    3.1 引言
    3.2 實驗樣品與分析方法
    3.3 Ce/Fe比例對纖維素氣化特性的影響
    3.4 Ce/Fe催化劑的循環(huán)特性
    3.5 Ce/Fe催化劑晶體結(jié)構(gòu)變化及其對氣化特性的影響
    3.6 本章小結(jié)
4 多功能復合催化劑對纖維素催化氣化特性的影響
    4.1 引言
    4.2 實驗樣品與方法
    4.3 CeFeCa和NiFeCa催化劑的結(jié)構(gòu)特性
    4.4 復合催化劑晶體結(jié)構(gòu)演變及其對纖維素氣化制氫的影響
    4.5 水蒸氣對復合催化劑作用下纖維素氣化制氫的影響
    4.6 CeFeCa和NiFeCa循環(huán)催化氣化特性
    4.7 本章小結(jié)
5 K對Ni催化纖維素水蒸氣氣化的影響
    5.1 引言
    5.2 實驗樣品與方法
    5.3 水蒸氣對纖維素氣化過程中催化劑性能的影響
    5.4 K濃度對鎳基催化劑性能的影響
    5.5 纖維素中K對催化劑壽命的影響
    5.6 本章小結(jié)
6 纖維素水蒸氣氣化系統(tǒng)模擬研究
    6.1 引言
    6.2 研究對象與模型假設(shè)
    6.3 系統(tǒng)數(shù)學建模及網(wǎng)格劃分
    6.4 CFD模擬研究給水速率對氣化系統(tǒng)的影響
    6.5 分室模型對氣化特性的影響
    6.6 本章小結(jié)
7 全文總結(jié)與展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 本文的創(chuàng)新與特色
    7.3 后續(xù)工作及建議
致謝
參考文獻
附錄1 攻讀博士學位期間發(fā)表的論文
附錄2 攻讀博士學位期間獲得的獎勵
附錄3 攻讀博士學位期間參加的科研項目



本文編號：3827024