發(fā)布時(shí)間：2020-06-13 00:01

【摘要】：熱解技術(shù)可將農(nóng)林廢棄物經(jīng)過轉(zhuǎn)化制取生物油。傳統(tǒng)熱解技術(shù)制得的生物油含氧量高、熱值低、粘度高、酸度高、儲(chǔ)存不穩(wěn)定,引入合適的催化劑可以顯著提升生物油品質(zhì)。HZSM-5常被用于生物質(zhì)熱解,可在一定程度上提升生物油品質(zhì),但由于HZSM-5孔徑小等問題容易造成催化劑結(jié)焦失活。本研究通過浸漬法負(fù)載Ni、Mo元素改性HZSM-5,通過電子掃描電鏡(SEM)、能譜儀(EDS)、電感耦合等離子體(ICP)、X射線衍射儀(XRD)、靜態(tài)氮吸附儀(BET)和吡啶吸附紅外光譜(Py-IR)等多種技術(shù)手段進(jìn)行表征,以考察改性HZSM-5的性能。然后,將分子篩催化劑應(yīng)用于玉米秸稈的熱解試驗(yàn)。該試驗(yàn)在自行研制的熱解平臺(tái)下進(jìn)行,并通過對(duì)生物油理化性質(zhì)和組分分析,研究改性HZSM-5對(duì)玉米秸稈催化熱解的影響規(guī)律。對(duì)分子篩的表征結(jié)果顯示:Ni、Mo的負(fù)載未破環(huán)HZSM-5晶體結(jié)構(gòu),但使其孔道結(jié)構(gòu)和酸性分布得到改善。使用Ni、Mo分別改性和協(xié)同改性HZSM-5:1)都在分子篩表面負(fù)載均勻,并以高度分散的形式存在;2)隨著Ni、Mo負(fù)載量的增加,分子篩催化劑的比表面積、孔容積減小,平均孔徑增大;3)改性HZSM-5總酸量下降,B酸中心減少,L酸中心增加。另外,對(duì)使用相同時(shí)間的分子篩進(jìn)行熱重分析表明,改性HZSM-5抗結(jié)焦性能顯著增強(qiáng)。Ni、Mo分別改性后,負(fù)載量為10%抗結(jié)焦性能最好;Ni、Mo協(xié)同改性后,Ni7Mo3/HZSM-5抗結(jié)焦性能最好。在不同催化劑條件下對(duì)玉米秸稈進(jìn)行熱解試驗(yàn),取得如下研究結(jié)果:首先,相比于未使用催化劑組,使用HZSM-5:1)液體產(chǎn)率從34.5%下降到33.49%,氣體產(chǎn)率略有增加,固體產(chǎn)率不變;2)生物油輕質(zhì)組分與重質(zhì)組分之比由2.16提高到2.50,輕質(zhì)組分熱值由17.80MJ/Kg提高至19.47MJ/Kg,p H值由3.67提高至3.92;3)酸類、醛類、呋喃類等含氧化合物含量降低,醇類、酚類含量上升。其次,相比于使用HZSM-5組,改性HZSM-5:1)液體產(chǎn)率略有下降,氣體產(chǎn)率略有增加,固體產(chǎn)率不變;2)生物油輕質(zhì)組分熱值、p H值提高;酮類、酸類含量明顯降低,酚類含量提高,出現(xiàn)烴類物質(zhì)。同時(shí),不同改性催化劑表現(xiàn)出不同特性:1)Ni改性后,生物油含水率明顯下降;2)Mo改性后,液體產(chǎn)物中輕質(zhì)組分與重質(zhì)組分之比大幅提高由2.50提高至3.50;酮類和酚類含量變化最為明顯;3)Ni、Mo協(xié)同改性后,醛類和含氮化合物的含量大幅下降。
【學(xué)位授予單位】：山東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S216

【參考文獻(xiàn)】

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1 王琦;姚燕;王樹榮;駱仲泱;岑可法;;生物油離子交換樹脂催化酯化試驗(yàn)研究[J];浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2009年05期

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本文編號(hào)：2710303