【摘要】：與化石能源相比,生物質(zhì)具有資源豐富、可再生、二氧化碳零排放等優(yōu)點,受到越來越多的重視,生物質(zhì)熱解被認為是最有潛力的生物質(zhì)利用途徑之一 本文分別對農(nóng)業(yè)廢棄物花生殼、玉米稈酶解殘渣木質(zhì)素、松木屑三種生物質(zhì)原料進行熱解實驗。首先通過熱重分析考察三種生物質(zhì)的熱解特性,并進一步在2.0kg/h處理量的流化床反應器小試裝置上探討了影響生物油產(chǎn)率的因素,得出各原料熱解的最佳反應條件,并對熱解產(chǎn)物進行了分析。熱解實驗以河砂為流化床填料,用分級冷凝和電捕獲器相結合的方式收集生物油�；ㄉ鷼ぷ罴褵峤鈼l件下生物油的產(chǎn)率為54.7%,一級冷凝油和電捕油中都是酚類化合物含量最高,其次為酮類、醛類和酸類化合物。木質(zhì)素最佳熱解條件下生物油產(chǎn)率為30.9%,木質(zhì)素熱解產(chǎn)物相對簡單,一級冷凝油的成分主要是酮類和酚類；而電捕油中大部分是酚類,另有15.1%的呋喃類化合物。木屑最佳熱解條件下生物油產(chǎn)率達60.1%,一級油中主要成分為酚類、酮類和酸類,電捕油中酚類化合物占了主導地位,含量為47.4%,酮類和酸類化合物所占比重明顯減少,另檢測到10.6%的酰胺類化合物和9.6%的醚類化合物。 分級冷凝收集生物質(zhì)生物油過程中生物油容易結焦,針對這一問題,對生物油收集裝置進行改造,采用空氣冷凝、冰水冷凝和靜電捕獲相結合的方式收集生物油。研究表明,改造后的收集裝置不改變生物油產(chǎn)率,但會改變生物油分布,空氣冷凝器通過收集少量高沸點的較大分子有機物,可有效解決生物油收集過程中容易結焦的問題。 在快速熱解實驗基礎上,分別以煉鋁工業(yè)廢渣赤泥、天然礦物白云石和HZSM-5為催化劑在流化床反應器中對松木屑進行催化熱解實驗,通過改變流化床內(nèi)床料河砂和催化劑的體積比考察催化劑對熱解和熱解產(chǎn)物品質(zhì)的影響。赤泥催化熱解實驗中,加入赤泥催化劑體積分數(shù)為100%時效果最好,冷凝油酮含量將近50%,電捕油中酚含量高達70%左右,對化合物實現(xiàn)了很好的富集和分離。白云石催化熱解實驗中,以不同鍛燒溫度處理的白云石為床料,其中800℃煅燒白云石催化熱解效果最好,冷凝油組分變化不大,電捕油中消除了酰胺和醚類物質(zhì),而酚、酸、醛、酮等四類物質(zhì)含量均有所增加。HZSM-5催化實驗中,催化劑體積分數(shù)50%時催化效果最好,提高了冷凝油和電捕油中酚的含量,還產(chǎn)生了一定含量的烴類和酯類化合物。 生物質(zhì)的利用途徑主要有生物方法和熱化學方法,本文以生物質(zhì)生物處理方法的廢料作為熱化學處理方法的原料,使生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化效率最大化。將煉鋁工業(yè)廢渣赤泥用于催化熱解試驗,使生物油中化合物得到有效分離和富集,同時也為赤泥提供了一種新的利用途徑。
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TK6

【參考文獻】

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本文編號：2803185