生物質(zhì)焦油是生物質(zhì)燃?xì)飧咝Ю霉に嚢l(fā)展的瓶頸,催化裂解是消除焦油的有效途徑。生物質(zhì)焦炭作為焦油裂解的催化劑受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。本文圍繞多活性位焦炭原位催化裂解生物質(zhì)焦油的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題,基于焦炭表面的活性位表征,研究了不同活性位的選擇性和焦油分子的反應(yīng)路徑,以及焦炭活性結(jié)構(gòu)及AAEM元素對(duì)生物質(zhì)焦油催化裂解的影響規(guī)律,揭示了H₂O/CO₂下焦炭催化裂解生物質(zhì)焦油的轉(zhuǎn)化機(jī)理,研究?jī)?nèi)容包括生物質(zhì)原料（稻殼、木屑）的前期處理分析、AAEM元素對(duì)生物質(zhì)熱解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的影響、熱解焦炭的形成與特性研究、熱解焦油的生成與均相轉(zhuǎn)化特性、焦炭原位/非原位CO₂與H₂O活化特性、活性焦炭對(duì)焦油模型化合物的催化裂解、多活性位焦炭對(duì)真實(shí)焦油的催化裂解機(jī)理等。（1）首先利用Py-GC/MS聯(lián)用儀及一階流化床/固定床反應(yīng)器,研究了生物質(zhì)焦油的生成及其均相轉(zhuǎn)化規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn):在500⁶00℃下,稻殼內(nèi)AAEM元素限制了熱解焦油中含氧和取代基成分的生成。在800⁹00℃內(nèi)芳烴環(huán)上各類... 

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

生物質(zhì)氣化a)路徑及b)反應(yīng)[9]

酸中心促成了烴分子的催化裂解反應(yīng)的發(fā)生。常見(jiàn)的催化劑有鎳基、云石催化劑，其中催化裂解中用得最多的是煅燒白云石和鎳基催化劑[19它們都有較高的焦油裂解率，但還存在一些有待解決的問(wèn)題：白云石較差，其活性容易下降；機(jī)械強(qiáng)度較低，在流化床反應(yīng)器中與床料混極易磨損。鎳基催化劑價(jià)格昂貴，成本較高，在高溫下常常因表面積而且對(duì)燃?xì)庵辛颉⒙�、堿金屬等過(guò)于敏感而導(dǎo)致催化劑中毒。近年來(lái)焦炭作為焦油裂解的催化劑因其價(jià)格低廉、不易失活、催化效果好等國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注[21]。華中師范大學(xué)吳正舜[22]、 中國(guó)科學(xué)院廣州所吳創(chuàng)之[23]分別在 1 MW 和 120 KW 的生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)中采用木解焦油，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)燃?xì)庵薪褂秃棵黠@降低。上海交通大學(xué)羅永兩段式反應(yīng)器，證明了焦炭對(duì)焦油中多環(huán)芳香烴具有顯著的催化裂解作 Twente 大學(xué) Abu El-Rub[25]在 10 MW 的氣化系統(tǒng)中采用焦炭催化裂解焦油，焦油含量由 1000 mg/Nm3減少至 13 mg/Nm3。美國(guó)堪薩斯州州Yuan[26]采用木炭催化裂解焦油，當(dāng)反應(yīng)溫度從 650 ℃升高至 850 ℃時(shí)，率從 76%增加至 90%。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文因此，深刻揭示生物質(zhì)焦炭對(duì)生物質(zhì)焦油的催化裂解機(jī)理不僅是一個(gè)重科學(xué)問(wèn)題，而且對(duì)于挖掘生物質(zhì)焦炭催化裂解生物質(zhì)焦油的潛力，提高燃化系統(tǒng)的效率和可靠性，降低系統(tǒng)成本也有很重要的意義。.2 生物質(zhì)焦油的形成及其催化轉(zhuǎn)化機(jī)理.2.1 生物質(zhì)焦油的形成焦油通常在生物質(zhì)熱解過(guò)程中形成，在低溫條件下以氧化烴類物質(zhì)為主著反應(yīng)溫度的升高，含氧烴可以轉(zhuǎn)化為輕烴、芳烴和烯烴，然后轉(zhuǎn)化為更多環(huán)芳烴成分。生物質(zhì)焦油生成規(guī)律隨溫度變化的示意圖，如圖 1-3 所示以看出，隨著溫度的升高，有機(jī)化合物變得更加穩(wěn)定。可見(jiàn)，溫度是生物油生成的關(guān)鍵因素。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]生物質(zhì)焦油均相轉(zhuǎn)化及其在焦炭中異相脫除的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 吳文廣.上海交通大學(xué) 2012



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