【摘要】：能源是人類(lèi)活動(dòng)的基礎(chǔ)，人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展需要不斷使用優(yōu)質(zhì)能源和先進(jìn)能源技術(shù)。目前全球正面臨著新興國(guó)家經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展、發(fā)達(dá)國(guó)家能耗高居不下和一次性能源資源短缺的嚴(yán)重問(wèn)題，因此，提高能源效率、改善能源結(jié)構(gòu)、尋求多元化的能量來(lái)源已經(jīng)成為人們的共識(shí)。生物質(zhì)能由于其來(lái)源廣泛，并且具有減少對(duì)化石燃料的依賴(lài)和減少溫室氣體排放的雙重作用，可在環(huán)保的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)化石燃料的可持續(xù)發(fā)展替代而成為研究的熱點(diǎn)。 本文選用松木熱解半焦為研究對(duì)象，利用小型管式固定床反應(yīng)器，考察了不同反應(yīng)溫度和CO_2分壓條件下半焦CO_2的反應(yīng)活性，并建立了反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型。發(fā)現(xiàn)反應(yīng)溫度越高，氣化劑中CO_2分壓越大，半焦的反應(yīng)活性越高；不同反應(yīng)溫度下未反應(yīng)縮芯模型的擬合效果整體上比混合模型好，但當(dāng)溫度＞850℃時(shí)，半焦與CO_2的反應(yīng)行為有向混合模型轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)；兩種模型的反應(yīng)速率常數(shù)都隨著溫度和CO_2分壓的升高而變大。 選用松木鋸末為熱解實(shí)驗(yàn)原料，同時(shí)采用松木半焦作催化劑進(jìn)行了生物質(zhì)催化熱解實(shí)驗(yàn)研究，主要考察了熱解溫度、半焦添加量、半焦粒徑和原料含水率對(duì)熱解氣成分的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：隨著溫度的升高，熱解氣中H_2和CO的含量逐漸增加，二者含量之和最大可達(dá)78.46%，CO_2的含量逐漸減少至9.99%；減小半焦粒徑，H_2、CO有所增長(zhǎng)，CH_4、CO_2略有減少；原料干燥后H_2+CO的總含量降低了7.39%，CO/CO_2比值降低至3.18。實(shí)驗(yàn)條件下得到的最優(yōu)熱解氣中H_2+CO的含量為85.34%，CO_2的含量為4.40%。此外還對(duì)半焦催化劑使用壽命進(jìn)行了初步的評(píng)估。
【圖文】：

驗(yàn)原料及特性原料來(lái)源解原料選用松木鋸末，松木鋸末來(lái)源于華中科技大學(xué)某家具加工廠。前需置于日光下自然晾曬一周，使其水分含量降低，再經(jīng)過(guò)分選去除塊，最后進(jìn)一步篩分得到不同粒徑的樣品作為實(shí)驗(yàn)原料備用。化半焦選用塊狀松木在氮?dú)鈿夥障聼峤庵频�，半焦制備條件及具體制將一定量的塊狀松木在 200 mL/min 氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下以 15 ℃/min 的升 700 ℃熱解，熱解恒溫時(shí)間 30 min 以保證松木熱解完全，最后在氮?dú)鈪s至室溫后取出，密封備用。焦活性研究實(shí)驗(yàn)選用松木鋸末在氮?dú)鈿夥障聼峤鈿堄喟虢�，，半焦的制制備過(guò)程與催化用塊狀松木半焦相同。原料實(shí)物如圖 2-1 所示。

圖 2-2 CHNS/O 元素分析儀半焦的工業(yè)分析及元素分析的結(jié)果如表 2-1 所示�？梢钥碞 和 S 元素很低，因此二者在熱化學(xué)利用技術(shù)中對(duì)環(huán)境產(chǎn)的污染作用較小。工業(yè)分析數(shù)據(jù)顯示松木半焦中固定碳松木半焦視作碳源用于生物質(zhì)熱解研究具有一定的可行表 2-1 松木及松木半焦的工業(yè)分析和元素分析工業(yè)分析/wt% 元素分析/wt% A V FC C H O N.18 11.82 63.23 15.77 46.36 5.75 45.28 2.17 10.40 19.75 67.68 74.55 3.49 17.69 3
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：TK6

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前9條

1 柳宇;許桂英;宋健斐;吳桂英;孫國(guó)剛;;石油焦對(duì)生物質(zhì)氣化中焦油裂解的影響[J];化工學(xué)報(bào);2010年09期

2 肖志良;左宋林;;生物質(zhì)氣化與催化劑的研究進(jìn)展[J];生物質(zhì)化學(xué)工程;2012年01期

3 由世俊;鄭萬(wàn)冬;張歡;尤占平;;生物質(zhì)炭催化裂解生物質(zhì)熱解焦油技術(shù)研究[J];煤氣與熱力;2012年07期

4 于遵宏,龔欣,沈才大,孫杏元,曹恩洪,肖克儉;加壓下煤催化氣化動(dòng)力學(xué)研究[J];燃料化學(xué)學(xué)報(bào);1990年04期

5 黃艷琴;陰秀麗;吳創(chuàng)之;汪叢偉;謝建軍;周肇秋;馬隆龍;李海濱;;稻稈半焦與CO_2氣化反應(yīng)特性的研究[J];燃料化學(xué)學(xué)報(bào);2009年03期

6 李水清,李?lèi)?ài)民,嚴(yán)建華,任遠(yuǎn),李曉東,李潤(rùn)東,池涌,岑可法;生物質(zhì)廢棄物在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)熱解研究——Ⅰ.熱解條件對(duì)熱解產(chǎn)物分布的影響[J];太陽(yáng)能學(xué)報(bào);2000年04期

7 米鐵;陳漢平;唐汝江;吳創(chuàng)之;馬隆龍;邵敬愛(ài);王賢華;赫俏;劉德昌;鄭楚光;;生物質(zhì)半焦氣化的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)[J];太陽(yáng)能學(xué)報(bào);2005年06期

8 趙先國(guó);常杰;呂鵬梅;王鐵軍;付嚴(yán);;生物質(zhì)富氧—水蒸氣氣化制氫特性研究[J];太陽(yáng)能學(xué)報(bào);2006年07期

9 肖瑞瑞;陳雪莉;王輔臣;于廣鎖;;生物質(zhì)半焦CO_2氣化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究[J];太陽(yáng)能學(xué)報(bào);2012年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 尤占平;生物質(zhì)炭催化重整熱解焦油技術(shù)研究[D];天津大學(xué);2010年

2 高寧博;高溫過(guò)熱水蒸氣的制備及生物質(zhì)高溫氣化重整制氫特性研究[D];大連理工大學(xué);2009年

3 成功;生物質(zhì)催化氣化定向制備合成氣過(guò)程與機(jī)理研究[D];華中科技大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2655855