在能源和環(huán)境的雙重壓力下,生物質(zhì)能的開發(fā)利用逐漸得到重視,生物質(zhì)熱解氣化技術(shù)是當(dāng)前生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化利用的重點(diǎn)技術(shù)。本文以抑制焦油、獲得高品質(zhì)可燃?xì)怏w為最終目標(biāo),制備了橄欖石和鐵礦石基催化劑,研究了熱解工藝條件、催化劑對棉稈、核桃殼熱解過程的影響,并利用動力學(xué)分析方法對熱解過程進(jìn)行了分析,揭示了生物質(zhì)熱解過程的反應(yīng)規(guī)律,提出了礦物基載鎳催化劑對生物質(zhì)熱解的影響機(jī)制。研究結(jié)果如下:熱失重（TG-DTG）曲線得出,棉稈、核桃殼熱解可分為失水、過渡、主熱解、炭化等四個階段,升溫速率越大,失重率和失重速率越大。核桃殼失重率、失重速率、半纖維素及揮發(fā)分含量高于棉稈,熱解活化能低于棉稈,表明核桃殼更容易發(fā)生熱解反應(yīng)。利用Coats-Redfern法,在反應(yīng)級數(shù)n=1時得到的熱解參數(shù)相關(guān)性最好,表明一級反應(yīng)模型能很好的描述棉稈、核桃殼熱解過程。Doyle法和Ozawa法求解的結(jié)果變化趨勢基本一致,Ozawa法得到的活化能大于Doyle法和Coats-Redfern法。利用自制的固定床反應(yīng)器進(jìn)行熱解實驗得出,隨著熱解溫度的升高,半焦、焦油、CO₂含量減少,總氣體、H₂

【文章來源】：新疆大學(xué)新疆維吾爾自治區(qū) 211工程院校

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 研究背景
        1.2.1 生物質(zhì)能源的概述及生物質(zhì)能在能源發(fā)展中的地位
        1.2.2 新疆棉花秸稈和核桃殼現(xiàn)狀
    1.3 生物質(zhì)能利用技術(shù)
        1.3.1 生物質(zhì)熱解氣化特性研究及意義
        1.3.2 熱解動力學(xué)方法在生物質(zhì)熱解中的應(yīng)用
    1.4 生物質(zhì)熱解影響因素
        1.4.1 溫度的影響
        1.4.2 物料特性的影響
        1.4.3 反應(yīng)時間的影響
        1.4.4 升溫速率的影響
    1.5 焦油的形成與催化裂解
        1.5.1 熱解過程中焦油的形成及焦油的危害
        1.5.2 焦油的催化裂解
        1.5.3 橄欖石、鐵礦石催化劑概述
    1.6 主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.6.1 主要研究內(nèi)容
        1.6.2 技術(shù)路線
第二章 實驗部分
    2.1 實驗原料
    2.2 化學(xué)試劑
    2.3 催化劑
        2.3.1 煅燒橄欖石、煅燒鐵礦石制備
        2.3.2 NiO-橄欖石、NiO-鐵礦石制備
        2.3.3 預(yù)還原催化劑制備
    2.4 實驗裝置
    2.5 實驗方法
    2.6 產(chǎn)物分析
        2.6.1 氣體產(chǎn)物分析
        2.6.2 焦油分析
    2.7 催化劑和半焦表征
        2.7.1 比表面積分析(BET)
        2.7.2 掃描電鏡分析(SEM)
        2.7.3 X射線衍射分析(XRD)
        2.7.4 程序升溫還原分析(TPR)
    2.8 動力學(xué)分析
第三章 生物質(zhì)熱重分析及動力學(xué)研究
    3.1 棉稈、核桃殼熱解特性分析
        3.1.1 棉桿熱重分析
        3.1.2 核桃殼熱重分析
    3.2 升溫速率的影響
        3.2.1 升溫速率對棉桿熱解的影響
        3.2.2 升溫速率對核桃殼熱解過程的影響
    3.3 熱解動力學(xué)研究
        3.3.1 Coats-Redfern法
        3.3.2 Doyle法
        3.3.3 Ozawa法
    3.4 本章小結(jié)
第四章 棉桿、核桃殼熱解特性研究
    4.1 無催化劑作用下熱解溫度對棉桿、核桃殼熱解產(chǎn)物的影響
    4.2 反應(yīng)時間對棉桿、核桃殼熱解產(chǎn)物的影響
    4.3 煅燒橄欖石作用下熱解溫度對熱解產(chǎn)物的影響
    4.4 煅燒鐵礦石作用下熱解溫度對熱解產(chǎn)物的影響
    4.5 半焦的掃描電鏡分析(SEM)
    4.6 棉桿、核桃殼熱解產(chǎn)物組成比較
    4.7 本章小結(jié)
第五章 載鎳催化劑對棉桿、核桃殼熱解的影響
    5.1 不同催化劑對棉桿熱解影響
        5.1.1 NiO-橄欖石、NiO-鐵礦石的影響
        5.1.2 催化劑預(yù)還原對熱解的影響
    5.2 不同催化劑對核桃殼熱解影響
        5.2.1 NiO-橄欖石、NiO-鐵礦石的影響
        5.2.2 催化劑預(yù)還原對熱解的影響
    5.3 棉稈、核桃殼熱解產(chǎn)物組分比較
    5.4 熱解半焦的比表面積分析(BET)
    5.5 熱解半焦的掃描電鏡分析(SEM)
    5.6 熱解焦油的紫外分析
    5.7 催化劑的表征
        5.7.1 X射線衍射分析(XRD)
        5.7.2 程序升溫還原分析(TPR)
        5.7.3 掃描電鏡分析(SEM)
    5.8 NiO-橄欖石、NiO-鐵礦石對生物質(zhì)熱解的影響機(jī)制
    5.9 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]秸稈熱解能源化利用技術(shù)研究[D]. 王強(qiáng)勝.武漢輕工大學(xué) 2016
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[6]松木熱解動力學(xué)及固定床氣化產(chǎn)氣特性研究[D]. 郝功濤.重慶大學(xué) 2012
[7]固定床中生物質(zhì)氣化過程研究[D]. 毛燕東.天津大學(xué) 2008
[8]生物質(zhì)熱解氣化特性分析與試驗研究[D]. 許敏.天津大學(xué) 2008
[9]生物質(zhì)熱解實驗及動力學(xué)研究[D]. 劉輝.長沙理工大學(xué) 2008
[10]生物質(zhì)熱解機(jī)制和反應(yīng)動力學(xué)研究[D]. 林木森.中國林業(yè)科學(xué)研究院 2007



本文編號：3476436