能源危機(jī)及環(huán)境污染問題的日益嚴(yán)重，使分布廣泛、產(chǎn)量巨大且二氧化碳“零排放”的可再生能源生物質(zhì)能的資源化利用引起廣泛關(guān)注。生物質(zhì)氣化技術(shù)是以生物質(zhì)為原料，以氣體為目標(biāo)產(chǎn)物的生物質(zhì)能利用技術(shù)之一，因產(chǎn)物用途廣泛受到了越來越多的關(guān)注。本文對我國豐富的農(nóng)業(yè)廢棄物資源谷殼等作為主要研究對象，對其進(jìn)行了熱解及水蒸汽氣化實(shí)驗(yàn)，研究了熱轉(zhuǎn)化過程中氣體及焦油的釋放特性。 首先用Gasboard-3100氣體分析儀測量反應(yīng)過程中產(chǎn)氣的組分，對比了不同溫度下谷殼在惰性氣氛及水蒸汽存在的條件下，即熱解與氣化過程中氣體的實(shí)時(shí)釋放特性。研究發(fā)現(xiàn)在兩種氣氛中氣體的初始釋放特性一致，即大量的揮發(fā)分迅速釋放，在有水蒸汽存在的工況下，焦與水蒸汽的反應(yīng)使氣體產(chǎn)量明顯增大，且溫度越高，氣體產(chǎn)量增加越多。 其次，考察操作條件、生物質(zhì)種類及催化劑對水蒸汽氣化反應(yīng)的影響。研究發(fā)現(xiàn)粒徑越小、停留時(shí)間越長，氣體產(chǎn)量越大，但這兩個(gè)條件對氣體組分的影響不大。水蒸汽的加入能明顯促進(jìn)氣體產(chǎn)量的增加，特別是提高氫氣產(chǎn)量。不同生物質(zhì)的氣化特性也不同，其中，木屑的氣化活性較稻草和谷殼的高。催化劑的加入能明顯提高氣化速率，其中CaO催化劑對氣體產(chǎn)量提升最大，F(xiàn)e_2O_3能促進(jìn)CH_4的減少并降低焦油含量。 最后選取6個(gè)典型工況，分別是700℃熱解、800℃熱解和氣化（無催化劑和加入CaO、MgO、Fe_2O_3），深入研究不同工況下生物質(zhì)焦油的析出特性，使用GC/MS和重量法分析焦油組分和焦油產(chǎn)量。結(jié)果表明高溫、水蒸汽的加入能促進(jìn)焦油的裂解，但會(huì)增大焦油的芳香性；三種催化劑對焦油裂解均有促進(jìn)作用，程度由大到小依次是Fe_2O_3、CaO、MgO，特別是Fe_2O_3的加入使可檢測出的焦油組分的種類明顯減少。
【學(xué)位單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2011
【中圖分類】：TK6
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 生物質(zhì)能的特點(diǎn)
    1.2 生物質(zhì)能的利用現(xiàn)狀
    1.3 課題的提出
    1.4 主要研究內(nèi)容
2 生物質(zhì)氣化研究綜述及臺(tái)架介紹
    2.1 生物質(zhì)氣化
    2.2 生物質(zhì)氣化焦油
    2.3 實(shí)驗(yàn)臺(tái)架介紹
    2.4 本章小結(jié)
3 生物質(zhì)熱解氣化中氣體釋放特性
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)方案介紹
    3.3 氣體釋放特性分析
    3.4 催化劑對谷殼水蒸汽氣化的影響
    3.5 本章小結(jié)
4 生物質(zhì)熱解氣化反應(yīng)過程中焦油釋放特性
    4.1 引言
    4.2 焦油處理及檢測方法
    4.3 氣化過程中焦油析出特性的影響
    4.4 本章小結(jié)
5 全文總結(jié)與建議
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 下一步工作建議
致謝
參考文獻(xiàn)

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前7條

1 羅思義;肖波;胡智泉;劉石明;;粒徑對生物質(zhì)催化氣化特性的影響[J];華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年09期

2 周勁松,王鐵柱,駱仲泱,張曉東,王樹榮,岑可法;生物質(zhì)焦油的催化裂解研究[J];燃料化學(xué)學(xué)報(bào);2003年02期

3 徐鑫;陳雷;張曉東;孫海權(quán);許敏;;生物質(zhì)焦油模型化合物催化轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)研究[J];燃料化學(xué)學(xué)報(bào);2009年02期

4 陳漢平;楊海平;李斌;楊國來;王賢華;張世紅;;生物質(zhì)流化床氣化焦油析出特性的研究[J];燃料化學(xué)學(xué)報(bào);2009年04期

5 王磊;吳創(chuàng)之;趙增立;;熱解焦對生物質(zhì)焦油催化裂解的影響[J];太陽能學(xué)報(bào);2006年05期

6 謝玉榮;肖軍;沈來宏;盧海勇;高楊;;生物質(zhì)催化氣化制取富氫氣體實(shí)驗(yàn)研究[J];太陽能學(xué)報(bào);2008年07期

7 肖軍;沈來宏;鄧霞;王澤明;仲曉黎;;生物質(zhì)催化熱解氣化熱重分析研究[J];太陽能學(xué)報(bào);2009年09期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 李建芬;生物質(zhì)催化熱解和氣化的應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D];華中科技大學(xué);2007年

2 秦育紅;生物質(zhì)氣化過程中焦油形成的熱化學(xué)模型[D];太原理工大學(xué);2009年

3 鄢豐;生物質(zhì)快速熱解及其半焦水蒸氣氣化研究[D];華中科技大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 辛嘉余;氧化鐵為氧載體的無煙燃燒技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究[D];昆明理工大學(xué);2005年

2 韋杰;生物質(zhì)氣化氣中焦油的催化裂解研究[D];華北電力大學(xué)（北京）;2007年

3 楊巧利;生物質(zhì)焦油和熱解油分析方法的建立[D];鄭州大學(xué);2007年

4 徐鑫;生物質(zhì)焦油模型化合物催化轉(zhuǎn)化研究[D];山東理工大學(xué);2008年

5 付鵬;典型生物質(zhì)氣化特性的實(shí)驗(yàn)研究與模擬[D];華中科技大學(xué);2007年

本文編號(hào)：2828197