生物油催化重整制氫及全生命周期評(píng)估研究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-26 15:48
生物質(zhì)快速熱裂解技術(shù)是目前世界上生物質(zhì)能應(yīng)用領(lǐng)域一項(xiàng)重要的技術(shù)手段。通過(guò)生物質(zhì)熱裂解生產(chǎn)生物油,并將其用于水蒸汽重整制取氫氣,是一條種極具前景的生物質(zhì)能源化利用技術(shù)路線。本文依托相關(guān)國(guó)家項(xiàng)目,對(duì)生物油重整制取氫氣的催化反應(yīng)進(jìn)行了相關(guān)理論分析和實(shí)驗(yàn)研究,并對(duì)生物油制取以及生物油重整制氫工藝進(jìn)行了全生命周期評(píng)估。首先以生物油中含量最高的組分之一乙酸作為生物油水蒸汽催化重整制氫的;,對(duì)乙酸水蒸汽重整進(jìn)行了熱力學(xué)計(jì)算,利用Chemkin軟件分析了乙酸達(dá)到熱力學(xué)平衡時(shí)溫度(200-1100℃)、壓力(1-19atm)、給料水碳比(1.5-10.5mol/mol)等條件對(duì)乙酸重整各氣體產(chǎn)物濃度以及氫氣產(chǎn)率的影響。從熱力學(xué)平衡的角度預(yù)測(cè)反應(yīng)的產(chǎn)物分布和反應(yīng)的最佳工況,為生物油水蒸汽催化重整制氫提供了理論參考依據(jù)。接著考察了貴金屬催化劑對(duì)生物油;镆宜嶂卣磻(yīng)的影響。采用浸漬法制備了貴金屬Pd負(fù)載于HZSM-5分子篩的催化劑,并對(duì)催化劑進(jìn)行了N:物理吸附、X射線衍射光譜和掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)等詳細(xì)表征。在空速GC1HSV=345h-’的條件下研究了不同溫度和水碳比對(duì)...
【文章來(lái)源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:80 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
Abstract
目錄
第1章 緒論
1.1 生物質(zhì)能概述
1.2 生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化技術(shù)
1.3 生物質(zhì)快速熱裂解制取生物油技術(shù)
1.4 生物油的性質(zhì)及特點(diǎn)
1.5 氫能的開(kāi)發(fā)和利用
第2章 生物油催化重整制氫研究綜述
2.1 引言
2.2 生物油水蒸汽催化重整的基本原理
2.3 生物油;锎呋卣茪溲芯
2.3.1 乙酸重整制氫
2.3.2 乙醇重整制氫
2.3.3 其它生物油;镏卣茪
2.4 生物油原油催化重整制氫研究
2.5 生物油催化重整制催化劑的開(kāi)發(fā)
2.6 生物質(zhì)熱裂解及生物油重整制氫的全生命周期評(píng)價(jià)
2.7 本論文的研究?jī)?nèi)容
第3章 乙酸水蒸汽催化重整制氫熱力學(xué)分析
3.1 引言
3.2 熱力學(xué)模型的建立
3.2.1 最小吉布斯自由能原理
3.2.2 數(shù)據(jù)分析方法
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 溫度對(duì)熱力學(xué)平衡的影響
3.3.2 壓力對(duì)熱力學(xué)平衡的影響
3.3.3 水碳比對(duì)熱力學(xué)平衡的影響
3.4 本章小結(jié)
第4章 乙酸水蒸氣催化重整制氫實(shí)驗(yàn)研究
4.1 引言
4.2 乙酸重整催化劑制備與活性評(píng)價(jià)
4.3 乙酸重整催化劑表征分析
4.3.1 催化劑的物理特性分析
4.3.2 SEM和TEM圖像分析
4.3.3 X射線衍射分析
4.3.4 NH_3-程序升溫脫附(TPD)分析
4.4 Pd/HZSM-5催化乙酸水蒸汽重整制氫
4.4.1 溫度對(duì)乙酸重整反應(yīng)的影響
4.4.2 水碳比對(duì)乙酸重整反應(yīng)的影響
4.4.3 所得氫氣產(chǎn)率及碳轉(zhuǎn)化率與熱力學(xué)計(jì)算結(jié)果的比較
4.5 本章小結(jié)
第5章 乙醇水蒸氣催化重整制氫實(shí)驗(yàn)研究
5.1 引言
5.2 乙醇重整催化劑制備與活性評(píng)價(jià)
5.3 乙醇重整催化劑催化劑表征
5.3.1 催化劑表面理化特性分析
5.3.2 粉末X射線衍射分析
5.4 Pd/HZSM-5催化乙醇水蒸汽重整制氫
5.4.1 溫度對(duì)乙醇重整反應(yīng)的影響
5.4.2 水碳比(S/C)對(duì)乙醇重整反應(yīng)的影響
5.5 Ni/CeO_2-ZrO_2催化乙醇水蒸氣重整制氫
5.5.1 反應(yīng)溫度對(duì)乙醇重整反應(yīng)的影響
5.5.2 氣相空速GHSV對(duì)乙醇重整反應(yīng)的影響
5.5.3 S/C對(duì)乙醇重整反應(yīng)的影響
5.5.4 Ni/CeO_2-ZrO_2催化劑壽命實(shí)驗(yàn)
5.6 本章小結(jié)
第6章 生物質(zhì)熱裂解及生物油重整制氫全生命周期評(píng)估
6.1 引言
6.2 全生命周期評(píng)價(jià)模型的建立
6.2.1 目標(biāo)和范圍定義
6.2.2 詳細(xì)清單分析
6.2.3 影響性評(píng)估
6.3 結(jié)果與討論
6.3.1 能量消耗評(píng)估
6.3.2 LCA環(huán)境影響潛值結(jié)果與分析
6.3.3 環(huán)境影響潛值標(biāo)準(zhǔn)化
6.3.4 環(huán)境影響潛值加權(quán)結(jié)果
6.4 本章小結(jié)
第7章 全文總結(jié)及進(jìn)一步工作展望
7.1 全文總結(jié)
7.2 本文研究創(chuàng)新之處
7.3 研究展望
碩士期間發(fā)表的論文目錄
參考文獻(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]生物質(zhì)熱解與生物油的特性研究[J]. 朱錫鋒,陸強(qiáng),鄭冀魯,郭慶祥,朱清時(shí). 太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2006(12)
[2]生物質(zhì)直燃發(fā)電系統(tǒng)的生命周期評(píng)價(jià)[J]. 林琳,趙黛青,魏國(guó)平,劉尚余. 水利電力機(jī)械. 2006(12)
[3]生物質(zhì)裂解油的性質(zhì)及精制研究進(jìn)展[J]. 張琦,常杰,王鐵軍,徐瑩. 石油化工. 2006(05)
[4]面向氫能源、燃料電池和二氧化碳減排的制氫途徑的選擇(英文)[J]. 宋春山. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2005(06)
[5]生物質(zhì)生產(chǎn)酒精的研究進(jìn)展[J]. 王倩,張偉,王頡,李長(zhǎng)文. 釀酒科技. 2003(03)
[6]生物質(zhì)熱裂解制取液體燃料的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 廖艷芬,王樹(shù)榮,洪軍,谷月玲,駱仲泱,岑可法. 能源工程. 2002(03)
[7]我國(guó)開(kāi)發(fā)燃料酒精的綜合效益分析[J]. 黃忠水,紀(jì)威,鄂卓茂. 節(jié)能. 2001(12)
[8]燃生物質(zhì)流化床鍋爐[J]. 別如山,鮑亦令,楊勵(lì)丹,陸惠林,李炳熙,劉滿. 節(jié)能技術(shù). 1997(02)
[9]生物質(zhì)固化成型技術(shù)及其展望[J]. 林維紀(jì),張大雷,許曉凡. 新能源. 1999 (04)
博士論文
[1]生物油的分餾及品位提升試驗(yàn)研究[D]. 姚燕.浙江大學(xué) 2008
[2]生物質(zhì)熱裂解機(jī)理試驗(yàn)研究[D]. 譚洪.浙江大學(xué) 2005
[3]纖維素?zé)崃呀鈾C(jī)理試驗(yàn)研究[D]. 廖艷芬.浙江大學(xué) 2003
碩士論文
[1]生物油的精煉提質(zhì)研究[D]. 阮仁祥.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
[2]生物質(zhì)氣化與混燃過(guò)程研究[D]. 黃明華.華北水利水電學(xué)院 2011
[3]生物質(zhì)快速熱裂解試驗(yàn)研究[D]. 王樂(lè).浙江大學(xué) 2006
本文編號(hào):3206636
【文章來(lái)源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:80 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
Abstract
目錄
第1章 緒論
1.1 生物質(zhì)能概述
1.2 生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化技術(shù)
1.3 生物質(zhì)快速熱裂解制取生物油技術(shù)
1.4 生物油的性質(zhì)及特點(diǎn)
1.5 氫能的開(kāi)發(fā)和利用
第2章 生物油催化重整制氫研究綜述
2.1 引言
2.2 生物油水蒸汽催化重整的基本原理
2.3 生物油;锎呋卣茪溲芯
2.3.1 乙酸重整制氫
2.3.2 乙醇重整制氫
2.3.3 其它生物油;镏卣茪
2.4 生物油原油催化重整制氫研究
2.5 生物油催化重整制催化劑的開(kāi)發(fā)
2.6 生物質(zhì)熱裂解及生物油重整制氫的全生命周期評(píng)價(jià)
2.7 本論文的研究?jī)?nèi)容
第3章 乙酸水蒸汽催化重整制氫熱力學(xué)分析
3.1 引言
3.2 熱力學(xué)模型的建立
3.2.1 最小吉布斯自由能原理
3.2.2 數(shù)據(jù)分析方法
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 溫度對(duì)熱力學(xué)平衡的影響
3.3.2 壓力對(duì)熱力學(xué)平衡的影響
3.3.3 水碳比對(duì)熱力學(xué)平衡的影響
3.4 本章小結(jié)
第4章 乙酸水蒸氣催化重整制氫實(shí)驗(yàn)研究
4.1 引言
4.2 乙酸重整催化劑制備與活性評(píng)價(jià)
4.3 乙酸重整催化劑表征分析
4.3.1 催化劑的物理特性分析
4.3.2 SEM和TEM圖像分析
4.3.3 X射線衍射分析
4.3.4 NH_3-程序升溫脫附(TPD)分析
4.4 Pd/HZSM-5催化乙酸水蒸汽重整制氫
4.4.1 溫度對(duì)乙酸重整反應(yīng)的影響
4.4.2 水碳比對(duì)乙酸重整反應(yīng)的影響
4.4.3 所得氫氣產(chǎn)率及碳轉(zhuǎn)化率與熱力學(xué)計(jì)算結(jié)果的比較
4.5 本章小結(jié)
第5章 乙醇水蒸氣催化重整制氫實(shí)驗(yàn)研究
5.1 引言
5.2 乙醇重整催化劑制備與活性評(píng)價(jià)
5.3 乙醇重整催化劑催化劑表征
5.3.1 催化劑表面理化特性分析
5.3.2 粉末X射線衍射分析
5.4 Pd/HZSM-5催化乙醇水蒸汽重整制氫
5.4.1 溫度對(duì)乙醇重整反應(yīng)的影響
5.4.2 水碳比(S/C)對(duì)乙醇重整反應(yīng)的影響
5.5 Ni/CeO_2-ZrO_2催化乙醇水蒸氣重整制氫
5.5.1 反應(yīng)溫度對(duì)乙醇重整反應(yīng)的影響
5.5.2 氣相空速GHSV對(duì)乙醇重整反應(yīng)的影響
5.5.3 S/C對(duì)乙醇重整反應(yīng)的影響
5.5.4 Ni/CeO_2-ZrO_2催化劑壽命實(shí)驗(yàn)
5.6 本章小結(jié)
第6章 生物質(zhì)熱裂解及生物油重整制氫全生命周期評(píng)估
6.1 引言
6.2 全生命周期評(píng)價(jià)模型的建立
6.2.1 目標(biāo)和范圍定義
6.2.2 詳細(xì)清單分析
6.2.3 影響性評(píng)估
6.3 結(jié)果與討論
6.3.1 能量消耗評(píng)估
6.3.2 LCA環(huán)境影響潛值結(jié)果與分析
6.3.3 環(huán)境影響潛值標(biāo)準(zhǔn)化
6.3.4 環(huán)境影響潛值加權(quán)結(jié)果
6.4 本章小結(jié)
第7章 全文總結(jié)及進(jìn)一步工作展望
7.1 全文總結(jié)
7.2 本文研究創(chuàng)新之處
7.3 研究展望
碩士期間發(fā)表的論文目錄
參考文獻(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]生物質(zhì)熱解與生物油的特性研究[J]. 朱錫鋒,陸強(qiáng),鄭冀魯,郭慶祥,朱清時(shí). 太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2006(12)
[2]生物質(zhì)直燃發(fā)電系統(tǒng)的生命周期評(píng)價(jià)[J]. 林琳,趙黛青,魏國(guó)平,劉尚余. 水利電力機(jī)械. 2006(12)
[3]生物質(zhì)裂解油的性質(zhì)及精制研究進(jìn)展[J]. 張琦,常杰,王鐵軍,徐瑩. 石油化工. 2006(05)
[4]面向氫能源、燃料電池和二氧化碳減排的制氫途徑的選擇(英文)[J]. 宋春山. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2005(06)
[5]生物質(zhì)生產(chǎn)酒精的研究進(jìn)展[J]. 王倩,張偉,王頡,李長(zhǎng)文. 釀酒科技. 2003(03)
[6]生物質(zhì)熱裂解制取液體燃料的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 廖艷芬,王樹(shù)榮,洪軍,谷月玲,駱仲泱,岑可法. 能源工程. 2002(03)
[7]我國(guó)開(kāi)發(fā)燃料酒精的綜合效益分析[J]. 黃忠水,紀(jì)威,鄂卓茂. 節(jié)能. 2001(12)
[8]燃生物質(zhì)流化床鍋爐[J]. 別如山,鮑亦令,楊勵(lì)丹,陸惠林,李炳熙,劉滿. 節(jié)能技術(shù). 1997(02)
[9]生物質(zhì)固化成型技術(shù)及其展望[J]. 林維紀(jì),張大雷,許曉凡. 新能源. 1999 (04)
博士論文
[1]生物油的分餾及品位提升試驗(yàn)研究[D]. 姚燕.浙江大學(xué) 2008
[2]生物質(zhì)熱裂解機(jī)理試驗(yàn)研究[D]. 譚洪.浙江大學(xué) 2005
[3]纖維素?zé)崃呀鈾C(jī)理試驗(yàn)研究[D]. 廖艷芬.浙江大學(xué) 2003
碩士論文
[1]生物油的精煉提質(zhì)研究[D]. 阮仁祥.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
[2]生物質(zhì)氣化與混燃過(guò)程研究[D]. 黃明華.華北水利水電學(xué)院 2011
[3]生物質(zhì)快速熱裂解試驗(yàn)研究[D]. 王樂(lè).浙江大學(xué) 2006
本文編號(hào):3206636
本文鏈接:http://sikaile.net/projectlw/xnylw/3206636.html
最近更新
教材專著