木質(zhì)素是存儲(chǔ)量僅次于纖維素的生物質(zhì)組分,大量分布于植物中。作為一種有很大發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵖稍偕茉?其利用技術(shù)一直受到廣泛的關(guān)注。但目前針對(duì)其氣化技術(shù)開展的研究較少。木質(zhì)素結(jié)構(gòu)復(fù)雜、穩(wěn)定性高,熱解產(chǎn)物大部分為焦炭。催化劑的使用能夠提高其碳轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)氣率。鐵橄欖石是生物質(zhì)氣化中常用的礦石催化劑,具有催化性能好、耐磨損性高的優(yōu)點(diǎn)。而在銅冶煉過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣——銅渣與其化學(xué)成分相似,其主要礦相為2FeO-SiO2、Fe3O4和Ca（Fe, Mg）（SiO3）2。鑒于此,本文利用銅渣的催化性能來定向催化氣化木質(zhì)素,探討木質(zhì)素的氣化特性和銅渣的催化反應(yīng)機(jī)理,主要開展了下述工作：首先利用熱重分析儀,考察了原銅渣與煅燒銅渣對(duì)木質(zhì)素空氣氣化特性的影響,并分析了催化劑和木質(zhì)素的質(zhì)量比（即C/L）和不同的升溫速率對(duì)木質(zhì)素氣化性能的影響。結(jié)果表明,木質(zhì)素的空氣氣化反應(yīng)包括五個(gè)過程：干燥、預(yù)熱、熱解、緩慢熱解和焦炭氣化。其失重速率曲線有明顯的3個(gè)峰,分別對(duì)應(yīng)于干燥、熱解和氣化階段,且峰值逐漸增加。這說明,在木質(zhì)素氣化反應(yīng)過程中,焦炭氣化是主要反應(yīng)階段。而原銅渣和煅燒銅渣的加入能明顯使木質(zhì)素失重曲線向低溫區(qū)偏... 

【文章來源】：昆明理工大學(xué)云南省

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１熱重分析儀??２．３實(shí)結(jié)果與討論??

Ｉ?ｍｉ??圖２．１熱重分析儀??２．３實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論??２．３．１木質(zhì)素空氣熱解氣化特性分析??通過對(duì)木質(zhì)素在升溫速率為１０?ｋ／ｍｉｎ時(shí)進(jìn)行熱重實(shí)驗(yàn)，得出其ＴＧ和ＤＴＧ曲線??圖，如圖２．２所示。??Ｉ??０．２??１００?｜ｌ二品１?巧??－?．：?．…１??Ｉ?［?＾?ＡＳ?Ｉ??４０?－?、－?＊０．８?Ｑ??２０－??■?Ｉ?．?Ｉ?．?Ｉ?■?Ｉ?■?Ｉ?■?？?■?Ｉ?■?Ｉ?■?Ｉ?．?－１２??１００?２００?３００?４００?５００?６００?７００?８００?９００?１０００??Ｔｅｍｐｅ?巧?ｔｕ?巧（’Ｃ）??圖２．２木質(zhì)素氣化的ＴＧ和ＤＴＧ曲線??１２??

２．３．４升溫速率對(duì)木質(zhì)素空氣氣化特性的影響??將木質(zhì)素與椒燒銅渣混合樣品在升溫速率分別為５ｋ／ｍｉｎ、ｌＯｋ／ｍｉｎ、２０ｋ／ｍｉｎ進(jìn)??行實(shí)驗(yàn)，其中Ｃ／Ｌ＝１．５。圖２．１１為其ＴＧ曲線分析，圖２．１２為ＤＴＧ曲線分析。??１朋??．?Ｉ?，?Ｉ?，?１?．?Ｉ?Ｉ???？?２００?４００?６００?８００?１０００?－??Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ＣＣ）??圖２．７木質(zhì)素銅渣沿合樣品在不同升溫速率Ｆ的ＴＧ曲線??從圖２．１１可Ｗ看出，不同的升溫速率對(duì)木質(zhì)素氣化產(chǎn)生影響。銅渣木質(zhì)素混合??樣在３種升溫速率的作用下，熱解階段的溫度范圍約為１７〇￣４１（ＴＣ，失重率約為??３０．１９％，２７．８０〇／〇和２４．２６％。氣化階段溫度范圍分別約為４１０？４９０°Ｃ，４４０￣５５０°Ｃ和??４７０￣６２４°Ｃ，失重率分別為４１．０８％，４５．９１％和４６．０９％�？桑卓闯�，隨著升溫速率的??增加，其熱解失重曲線向高溫區(qū)偏移，這是因?yàn)榉磻?yīng)時(shí)，熱量從樣品外部向試樣內(nèi)?＿??部的傳熱

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]氧氣對(duì)生物質(zhì)氣化氣及焦油成分影響的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 劉春元,羅永浩.  上海理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(04)
[2]β-1型木質(zhì)素二聚體高溫蒸汽氣化機(jī)理的理論研究[J]. 曹小玲,張航,鄧勝祥,唐世斌,熊家佳,羅海銀,曹孔彬.  燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2014(07)
[3]基于Cu-Zn/Al2O3-ZrO2催化劑的甲醇水蒸汽重整制氫試驗(yàn)[J]. 戴曉旭,紀(jì)常偉,句丙杰,梁晨,張翊.  北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(07)
[4]雙外推法研究棉稈熱解過程的動(dòng)力學(xué)機(jī)理[J]. 王新運(yùn),萬新軍,陳明強(qiáng),王君.  過程工程學(xué)報(bào). 2013(03)
[5]木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)研究與應(yīng)用[J]. 路瑤,魏賢勇,宗志敏,陸永超,趙煒,曹景沛.  化學(xué)進(jìn)展. 2013(05)
[6]木質(zhì)素慢速熱解機(jī)理[J]. 程輝,余劍,姚梅琴,許光文.  化工學(xué)報(bào). 2013(05)
[7]木質(zhì)素?zé)峤?炭化官能團(tuán)演變與焦炭形成[J]. 曹俊,肖剛,許嘯,金保昇.  東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(01)
[8]松木鋸屑CO2-水蒸氣氣化制取富氫氣體工藝條件的試驗(yàn)研究[J]. 張強(qiáng),蔣恩臣,李柏松,王明峰.  太陽能學(xué)報(bào). 2011(10)
[9]不同氣氛下生物質(zhì)焦油氣化制備合成氣[J]. 江程程,肖波,胡智泉,成功,張艷麗.  安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2011(24)
[10]基于三組分的生物質(zhì)快速熱解實(shí)驗(yàn)研究[J]. 趙坤,肖軍,沈來宏,瞿婷婷.  太陽能學(xué)報(bào). 2011(05)

博士論文
[1]固體熱載體法生物質(zhì)催化氣化制氫新工藝研究[D]. 魏立綱.大連理工大學(xué) 2006

碩士論文
[1]催化熱解轉(zhuǎn)變和粒度對(duì)煤中溫催化氣化影響研究[D]. 王西明.華東理工大學(xué) 2014
[2]銅渣催化氣化生物質(zhì)的動(dòng)力學(xué)研究[D]. 鄧雙輝.昆明理工大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3225002