【摘要】：生物質(zhì)可用于較大規(guī)模制取液體燃料,被認(rèn)為是理想的石油及石油基化工產(chǎn)品替代品。生物質(zhì)快速熱解制備生物油,是生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化的重要方式。由于生物油含氧高,需要對(duì)其提質(zhì)處理,其中加氫精制是重要的生物油提質(zhì)技術(shù)。在生物油提質(zhì)開發(fā)工藝中,生物油輕組分重整制氫及重組分加氫精制是關(guān)鍵過(guò)程。當(dāng)前,關(guān)于生物油重整制氫熱力學(xué)及生物油制取液體烴類燃料的加氫精制工藝,還有待進(jìn)一步完善,本文重點(diǎn)對(duì)這兩方面進(jìn)行了研究,從而為生物油燃料產(chǎn)業(yè)化提供技術(shù)參考。由于生物油組分復(fù)雜,多采用模型物進(jìn)行研究,本文利用Aspen Plus軟件,選取一些生物油模型物,對(duì)其水蒸氣重整制氫過(guò)程進(jìn)行了熱力學(xué)分析,同時(shí),建立了生物質(zhì)快速熱解制備生物油及生物油重整制氫與加氫精制的集成工藝,對(duì)該集成工藝進(jìn)行了模擬分析。首先,分別選取乙酸、羥基丙酮、糠醛、香草醛為生物油單一模型物,進(jìn)行水蒸氣重整制氫過(guò)程的熱力學(xué)分析。結(jié)果表明,溫度、水碳比和壓力對(duì)四種模型物的產(chǎn)物平衡產(chǎn)量的影響相似,低壓和高溫、高水碳比有利于H2的生成。在壓力為0.1 MPa,溫度為800~1000 K和水碳比為4~8的條件下,四種模型物的H2產(chǎn)率大于85%。積碳量隨溫度和水碳比的增大而減小,在S/C大于4后幾乎不再產(chǎn)生積碳。其次,選取典型生物油輕組分混配成模擬生物油,對(duì)其進(jìn)行了水蒸氣重整制氫熱力學(xué)分析。結(jié)果表明,模擬生物油與單組分模型物的重整制氫熱力學(xué)規(guī)律一致。對(duì)模擬生物油、天然氣和乙醇進(jìn)行了水蒸氣重整制氫工藝的比較分析,生產(chǎn)1 mol/s的H2,需要模擬生物油、天然氣和乙醇的量分別為0.190 mol/s、0.245mol/s和0.189 mol/s。能量分析顯示模擬生物油水蒸氣重整制氫能耗略低于天然氣水蒸氣重整制氫。最后,參考相關(guān)研究,選取合適的物料組分模型及反應(yīng)器模型,建立了生物油制備及加氫精制集成工藝。該總集成工藝包括四個(gè)工段:生物質(zhì)快速熱解、生物油加氫精制、加氫裂化和連續(xù)精餾、生物油輕組分重整制氫。模擬結(jié)果表明,基于干基玉米秸稈為原料的汽油和柴油產(chǎn)率分別為8%和10.3%,副產(chǎn)物H2和焦的產(chǎn)率分別為1.9%和7.1%�？焖贌峤夤ざ沃�,玉米秸稈生產(chǎn)生物油的能量效率為74.81%�？偧晒に囍�,玉米秸稈生產(chǎn)汽油和柴油的能量效率為52.5%。
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK6

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本文編號(hào)：2788441