微波誘導(dǎo)生物油加氫脫氧提質(zhì)的試驗(yàn)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-12-19 00:06
面對(duì)環(huán)境污染日益加劇,化石燃料儲(chǔ)量減少等問(wèn)題,迫切需要尋求一種環(huán)境友好型可再生替代能源。生物質(zhì)熱解產(chǎn)生的生物油不僅有利于緩解能源危機(jī),而且能降低CO2的排放,因而引起了特別關(guān)注。然而熱解產(chǎn)生的初級(jí)生物油品質(zhì)較低,特別是含氧量高,導(dǎo)致生物油不能被直接當(dāng)作高品質(zhì)燃料使用,因此必須對(duì)初級(jí)生物油進(jìn)行提質(zhì),降低氧含量。加氫脫氧是一種有前景和有效的方法,但是加氫脫氧通常是采用氫氣進(jìn)行加氫反應(yīng),且需要高溫高壓反應(yīng)條件,成本高且反應(yīng)條件苛刻,所以亟需開(kāi)發(fā)溫和條件下加氫脫氧的有效方法。微波與金屬/特殊強(qiáng)吸波介質(zhì)相互作用會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈熱效應(yīng)和等離子體效應(yīng),極大的促進(jìn)熱解和化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。因此,本文利用微波與金屬/強(qiáng)吸波介質(zhì)的特殊作用方式發(fā)展了一種高效的生物油提質(zhì)方法。首先,研究了微波金屬輔助熱解花生殼并耦合HZSM-5催化劑對(duì)產(chǎn)生的熱解氣進(jìn)行二次提質(zhì)。主要研究了熱解方法、催化劑床層溫度和微波功率對(duì)產(chǎn)物產(chǎn)率和生物油中化學(xué)組分的影響;其次,以生物油模化物愈創(chuàng)木酚為研究對(duì)象,以甲醇、四氫萘為加氫劑,研究了吸波介質(zhì)強(qiáng)化的微波誘導(dǎo)催化愈創(chuàng)木酚加氫脫氧機(jī)制。以分子篩為催化劑,考察了加氫劑類型、吸波介質(zhì)及加氫劑添加量對(duì)愈創(chuàng)木...
【文章來(lái)源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:87 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.2微波加熱與常規(guī)加熱方式對(duì)比??
圖1.3所示,這些微波誘導(dǎo)金屬放電現(xiàn)象蘊(yùn)含著更為顯著局部熱點(diǎn)效應(yīng)和等體效應(yīng),同時(shí)伴隨著光催化效應(yīng)I%。微波誘導(dǎo)金屬放電是微波加熱的一種特?zé)岱绞,是金屬?dǎo)體的部分外層電子在磁場(chǎng)作用下獲得能量發(fā)生躍遷,由穩(wěn)基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài),并且電子會(huì)向形態(tài)學(xué)尖端定向移動(dòng),形成電子聚集現(xiàn)而形成瞬間高電勢(shì),當(dāng)相鄰尖端間的電勢(shì)差達(dá)到一定程度時(shí),兩尖端之間的介質(zhì)就會(huì)被擊穿,形成放電等離子體云[51]。放電產(chǎn)生的等離子體云是包含大能離子和粒子,會(huì)釋放大量的熱量也會(huì)塑造局部高溫,與周圍介質(zhì)產(chǎn)生極差。微波金屬放電也是周圍環(huán)境介質(zhì)在電場(chǎng)中被擊穿的現(xiàn)象[52]。??
具很高的溫度,有研宄指出溫度能達(dá)到2000°C以上,用于熱??解生物質(zhì)具有很大的優(yōu)勢(shì),并且高能粒子具有很高動(dòng)能,容易打破有機(jī)物分子化??合鍵,促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)。??本章采用連續(xù)兩步法(微波-金屬輔助熱解結(jié)合HZSM-5催化劑床層對(duì)生物??油前驅(qū)體進(jìn)行催化提質(zhì))來(lái)生產(chǎn)高品質(zhì)的生物油。微波-金屬輔助熱解反應(yīng)器和??HZSM-5催化改質(zhì)反應(yīng)器是兩個(gè)獨(dú)立的單元,生物質(zhì)熱解產(chǎn)生的氣態(tài)有機(jī)物尚未??冷凝時(shí)直接通入催化劑床層,這種氣態(tài)有機(jī)物被稱為生物油前驅(qū)體。利用這種結(jié)??構(gòu)可以分別研宄微波-金屬相互作用和HZSM-5催化劑對(duì)生物油前驅(qū)體提質(zhì)的影??響,獨(dú)立控制裂解和催化提質(zhì)過(guò)程,尋找最佳條件,并將生物炭從催化劑中分離??出來(lái),可以方便地收集再生用催化劑,區(qū)分熱焦和催化焦。??2.2試驗(yàn)系統(tǒng)及方法??2.2.1試驗(yàn)裝置及流程??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]生物質(zhì)能利用技術(shù)與政策研究綜述[J]. 袁驚柱,朱彤. 中國(guó)能源. 2018(06)
[2]國(guó)家能源局制定《可再生能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》[J]. 能源研究與利用. 2017(02)
[3]秸稈料包微波加熱過(guò)程的溫度分布的數(shù)值模擬[J]. 趙希強(qiáng),王敏,張建,李龍之,馬春元,宋占龍. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2011(08)
[4]生物油熱解及燃燒特性分析[J]. 李理,陰秀麗,吳創(chuàng)之,馬隆龍,周肇秋. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2008(06)
[5]生物質(zhì)能利用技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀分析[J]. 吳創(chuàng)之,莊新姝,周肇秋,曹紅梅. 中國(guó)能源. 2007(09)
[6]Cu/Zn/Al/Mn催化劑上CO/CO2加氫合成甲醇特性研究[J]. 陰秀麗,常杰,汪俊鋒,付嚴(yán),梁耀彰. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2004(04)
博士論文
[1]生物質(zhì)熱解氣與甲醇催化共裂解制備芳烴的研究[D]. 司展.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[2]生物質(zhì)快速催化熱解制備高附加值化學(xué)品的研究[D]. 張智博.華北電力大學(xué)(北京) 2016
[3]微波誘導(dǎo)熱解廢舊印刷電路板(WPCB)的實(shí)驗(yàn)和機(jī)理研究[D]. 孫靜.山東大學(xué) 2012
碩士論文
[1]微波加熱過(guò)程中熱點(diǎn)效應(yīng)的試驗(yàn)與模擬研究[D]. 王彪.山東大學(xué) 2017
本文編號(hào):3543405
【文章來(lái)源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:87 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.2微波加熱與常規(guī)加熱方式對(duì)比??
圖1.3所示,這些微波誘導(dǎo)金屬放電現(xiàn)象蘊(yùn)含著更為顯著局部熱點(diǎn)效應(yīng)和等體效應(yīng),同時(shí)伴隨著光催化效應(yīng)I%。微波誘導(dǎo)金屬放電是微波加熱的一種特?zé)岱绞,是金屬?dǎo)體的部分外層電子在磁場(chǎng)作用下獲得能量發(fā)生躍遷,由穩(wěn)基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài),并且電子會(huì)向形態(tài)學(xué)尖端定向移動(dòng),形成電子聚集現(xiàn)而形成瞬間高電勢(shì),當(dāng)相鄰尖端間的電勢(shì)差達(dá)到一定程度時(shí),兩尖端之間的介質(zhì)就會(huì)被擊穿,形成放電等離子體云[51]。放電產(chǎn)生的等離子體云是包含大能離子和粒子,會(huì)釋放大量的熱量也會(huì)塑造局部高溫,與周圍介質(zhì)產(chǎn)生極差。微波金屬放電也是周圍環(huán)境介質(zhì)在電場(chǎng)中被擊穿的現(xiàn)象[52]。??
具很高的溫度,有研宄指出溫度能達(dá)到2000°C以上,用于熱??解生物質(zhì)具有很大的優(yōu)勢(shì),并且高能粒子具有很高動(dòng)能,容易打破有機(jī)物分子化??合鍵,促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)。??本章采用連續(xù)兩步法(微波-金屬輔助熱解結(jié)合HZSM-5催化劑床層對(duì)生物??油前驅(qū)體進(jìn)行催化提質(zhì))來(lái)生產(chǎn)高品質(zhì)的生物油。微波-金屬輔助熱解反應(yīng)器和??HZSM-5催化改質(zhì)反應(yīng)器是兩個(gè)獨(dú)立的單元,生物質(zhì)熱解產(chǎn)生的氣態(tài)有機(jī)物尚未??冷凝時(shí)直接通入催化劑床層,這種氣態(tài)有機(jī)物被稱為生物油前驅(qū)體。利用這種結(jié)??構(gòu)可以分別研宄微波-金屬相互作用和HZSM-5催化劑對(duì)生物油前驅(qū)體提質(zhì)的影??響,獨(dú)立控制裂解和催化提質(zhì)過(guò)程,尋找最佳條件,并將生物炭從催化劑中分離??出來(lái),可以方便地收集再生用催化劑,區(qū)分熱焦和催化焦。??2.2試驗(yàn)系統(tǒng)及方法??2.2.1試驗(yàn)裝置及流程??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]生物質(zhì)能利用技術(shù)與政策研究綜述[J]. 袁驚柱,朱彤. 中國(guó)能源. 2018(06)
[2]國(guó)家能源局制定《可再生能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》[J]. 能源研究與利用. 2017(02)
[3]秸稈料包微波加熱過(guò)程的溫度分布的數(shù)值模擬[J]. 趙希強(qiáng),王敏,張建,李龍之,馬春元,宋占龍. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2011(08)
[4]生物油熱解及燃燒特性分析[J]. 李理,陰秀麗,吳創(chuàng)之,馬隆龍,周肇秋. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2008(06)
[5]生物質(zhì)能利用技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀分析[J]. 吳創(chuàng)之,莊新姝,周肇秋,曹紅梅. 中國(guó)能源. 2007(09)
[6]Cu/Zn/Al/Mn催化劑上CO/CO2加氫合成甲醇特性研究[J]. 陰秀麗,常杰,汪俊鋒,付嚴(yán),梁耀彰. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2004(04)
博士論文
[1]生物質(zhì)熱解氣與甲醇催化共裂解制備芳烴的研究[D]. 司展.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[2]生物質(zhì)快速催化熱解制備高附加值化學(xué)品的研究[D]. 張智博.華北電力大學(xué)(北京) 2016
[3]微波誘導(dǎo)熱解廢舊印刷電路板(WPCB)的實(shí)驗(yàn)和機(jī)理研究[D]. 孫靜.山東大學(xué) 2012
碩士論文
[1]微波加熱過(guò)程中熱點(diǎn)效應(yīng)的試驗(yàn)與模擬研究[D]. 王彪.山東大學(xué) 2017
本文編號(hào):3543405
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