生物質(zhì)能是化石能源優(yōu)良的替代能源,而利用生物質(zhì)能最主要、最有效的技術(shù)就是生物質(zhì)熱解氣化技術(shù),但是現(xiàn)有的生物質(zhì)熱解氣化技術(shù)的發(fā)展受到了焦油的限制。由于焦油帶來的危害,對熱解氣化設(shè)備和燃?xì)獾钠焚|(zhì)都提出了挑戰(zhàn)。利用生物質(zhì)熱解氣化的副產(chǎn)品生物質(zhì)炭作為催化劑,不但價格低廉、資源豐富,而且催化性能優(yōu)良以及抗積炭能力強(qiáng)不易失活,極大的促進(jìn)了生物質(zhì)熱解氣化技術(shù)的發(fā)展,發(fā)展研究生物質(zhì)炭對焦油的催化裂解是今后焦油催化研究的主要方向。 (1)本文綜述了生物質(zhì)能在解決能源問題上的重要意義,總結(jié)了國內(nèi)外生物質(zhì)熱解催化技術(shù)的發(fā)展情況,討論了各種催化劑對焦油的催化性能的影響,考慮到催化劑的成本、壽命以及積炭問題,提出了生物質(zhì)炭作為生物質(zhì)熱解催化技術(shù)的催化劑的重要路線。 (2)在實(shí)驗(yàn)室的規(guī)模下,研究了橡木在單級熱解的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得到了單級熱解終溫對三相產(chǎn)物的分布影響。發(fā)現(xiàn)在低于600℃下熱解的焦油中主要含有大分子的多環(huán)芳香族化合物以及其衍生物；在高于600℃時熱解產(chǎn)生的焦油中雖然大部分還是多環(huán)芳香族化合物,但是發(fā)現(xiàn)有很多直連的烴類物質(zhì)存在,說明高溫可以使裂解部分焦油。 (3)比較了兩種不同種類的生物質(zhì)炭作為催化材料,利用惰性物質(zhì)石英砂作為空白對照,主要通過焦汕轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)氣性能和氣體成分的數(shù)據(jù)來評價催化材料的優(yōu)良,橡木炭好于稻殼炭和石英砂。對于本實(shí)驗(yàn)的設(shè)備和原料,實(shí)驗(yàn)的最佳條件熱解終溫為600℃,第二級催化床層為橡木炭、溫度為800℃、催化床層長度為21cm,氣體的停留時間為5.81s,在此條件下的焦油的催化率為83.77%,由催化效果增加的氣體量為27.50%。焦油在催化裂解前主要含有的物質(zhì)為多環(huán)芳香族化合物以及其衍生物,催化裂解后主要生成烷烴類物質(zhì),表明橡木炭床優(yōu)良的催化性能。 (4)通過電鏡分析發(fā)現(xiàn)橡木炭的催化作用主要是依靠大孔和中孔完成,而在催化反應(yīng)過程中大孔和中孔不易堵塞,所以使用生物質(zhì)炭作為催化劑不容易失活,同時氣化反應(yīng)也可以將在孔洞中形成的積炭除去,使其不容易被堵塞,這就決定了生物質(zhì)炭在催化方面的巨大優(yōu)勢。
【學(xué)位單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2014
【中圖分類】：TK6

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2817746