發(fā)布時間：2023-01-30 11:13

　　烘焙是一種常用的生物質(zhì)熱處理方法,可以有效提升生物質(zhì)的物理化學性能。本文以中國南方常見的稻稈為原料進行了不同氧含量下的低溫烘焙機理研究,利用管式爐討論了溫度和氧含量對烘焙固體產(chǎn)物產(chǎn)率及其特性的影響,最后研究了烘焙固體產(chǎn)物對水中重金屬離子的吸附性能,為生物質(zhì)含氧低溫烘焙制備高能量密度的能源材料及高吸附性能材料,提供了可靠的實驗數(shù)據(jù)與基礎理論。通過不同含氧量下稻稈的恒溫熱重實驗研究發(fā)現(xiàn),在230℃到310℃范圍內(nèi),固體剩余物的量隨著烘焙溫度升高發(fā)生明顯降低,而在同一溫度下氧含量越高,也表現(xiàn)出相同的趨勢。對六種含氧量（體積分數(shù)分別為0%、3%、7%、11%、16%和21%）下稻稈低溫烘焙的動力學過程進行解析后發(fā)現(xiàn),反應級數(shù)模型中的一階動力學模型能夠很好地描述該過程,表觀活化能隨著氧濃度的增加而下降（從2.012kJ/mol到1.333kJ/mol）。通過管式爐的稻稈烘焙實驗研究發(fā)現(xiàn),當溫度小于25℃時,烘焙達到平衡所用的時間隨著烘焙氣氛中氧含量的上升而增加;當溫度大于250℃時,烘焙時間隨著氧含量的上升而減小,但溫度越高,不同氧含量下的烘焙時間差距越不明顯。230℃時,16%氧含量下的產(chǎn)物熱... 

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 烘焙對生物質(zhì)的影響
        1.2.2 溫度與時間對烘焙過程的影響
        1.2.3 氧氣對烘焙過程的影響
        1.2.4 烘焙過程表觀動力學的研究
        1.2.5 烘焙產(chǎn)物在制備活性炭上的應用
    1.3 本文研究內(nèi)容及技術路線
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 研究目的
        1.3.3 技術路線
第二章 恒溫含氧烘焙的熱重實驗與動力學研究
    2.1 實驗材料和實驗方法
        2.1.1 實驗材料
        2.1.2 熱重實驗
    2.2 熱重實驗結果分析
        2.2.1 不同溫度與氧含量下的熱重曲線分析
        2.2.2 不同溫度與氧含量下的失重速率曲線分析
    2.3 含氧氣氛下的烘焙動力學研究
        2.3.1 動力學模型的建立
        2.3.2 動力學參數(shù)計算與分析
    2.4 本章小結
第三章 管式爐內(nèi)的稻稈烘焙實驗研究
    3.1 實驗裝置及分析方法
        3.1.1 實驗樣品及工況
        3.1.2 實驗裝置及實驗過程
        3.1.3 管式爐內(nèi)溫度場的測量
    3.2 實驗結果與分析
        3.2.1 溫度與氧含量對烘焙時間的影響
        3.2.2 溫度與氧含量對產(chǎn)物熱值影響
        3.2.3 溫度與氧含量對產(chǎn)物組分的影響
    3.3 本章小結
第四章 含氧烘焙產(chǎn)物的吸附特性研究
    4.1 實驗裝置和分析方法
        4.1.1 實驗材料與試劑
        4.1.2 實驗儀器
        4.1.3 表征方法
        4.1.4 實驗步驟
    4.2 生物炭的表觀形貌及吸附特性分析
        4.2.1 表觀形貌分析
        4.2.2 比表面積與孔徑分析
    4.3 烘焙產(chǎn)物對Cu~(2+)和Pb~(2+)的吸附等溫線分析
        4.3.1 烘焙產(chǎn)物的對不同濃度金屬離子的吸附情況
        4.3.2 吸附等溫線分析
    4.4 吸附動力學模型
        4.4.1 準一/二級動力學模型
        4.4.2 粒內(nèi)擴散模型
    4.5 活化后產(chǎn)物與商業(yè)活性炭對比
    4.6 本章小結
第五章 總結與展望
    5.1 全文總結
    5.2 不足與展望
參考文獻
攻讀碩士期間取得的成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]堿炭比及活化溫度對稻殼活性炭極微孔的影響[J]. 李大偉,馬騰飛,田原宇,朱錫鋒,喬英云.  無機材料學報. 2015(01)
[2]原料烘焙預處理對生物質(zhì)氣化的影響綜述[J]. 余維金,應浩,王燕杰.  生物質(zhì)化學工程. 2013(06)
[3]新型生物質(zhì)活性炭煙氣脫硫研究[J]. 劉潔嶺,湯爭光,陳杰,蔣文舉,江霞.  環(huán)境科學. 2013(04)
[4]生物質(zhì)活性炭吸附二氧化碳的性能研究[J]. 廖景明,肖軍,沈來宏,常連成.  太陽能學報. 2013(03)
[5]溫度對棉桿熱解多聯(lián)產(chǎn)過程中產(chǎn)物特性的影響[J]. 陳應泉,王賢華,李開志,張世紅,陳漢平.  中國電機工程學報. 2012(17)
[6]生物質(zhì)活性炭的制備及其在陽極中的性能[J]. 仲兆平,張居兵,郭厚焜.  太陽能學報. 2012(02)
[7]不同生物質(zhì)熱解特性及動力學的對比研究[J]. 傅旭峰,仲兆平,肖剛,李睿.  鍋爐技術. 2011(05)
[8]氧量對松木熱解特性的影響[J]. 王蕓,陳亮,蘇毅,吳文廣,羅永浩.  中國電機工程學報. 2011(26)
[9]農(nóng)業(yè)秸稈烘焙熱分析[J]. 朱波,王賢華,楊海平,陳應泉,張世紅,陳漢平.  中國電機工程學報. 2011(20)
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博士論文
[1]烘焙預處理及后成型制備高品質(zhì)生物質(zhì)固體燃料研究[D]. 張燕.東北林業(yè)大學 2016
[2]干燥和烘焙預處理制備高品質(zhì)生物質(zhì)原料的基礎研究[D]. 陳登宇.中國科學技術大學 2013
[3]含酚廢水在結構化固定床上的吸附動力學[D]. 邵琰.華南理工大學 2013

碩士論文
[1]用于脫除水中重金屬離子的生物質(zhì)基炭材料的制備及改性研究[D]. 姚書恒.東南大學 2016
[2]生物質(zhì)有氧烘焙及燃燒特性研究[D]. 劉汝杰.華中科技大學 2014
[3]生物質(zhì)炭活性炭的制備及其對苯酚廢水吸附的研究[D]. 婁梅生.合肥工業(yè)大學 2013
[4]生物質(zhì)活性炭對燃煤煙氣NOX和汞的脫除機理研究[D]. 劉倩雁.上海電力學院 2013
[5]有氧氣氛下生物質(zhì)熱解特性的實驗研究[D]. 陳亮.上海交通大學 2011
[6]用于混合氣化的生物質(zhì)烘焙預處理的實驗研究[D]. 王貴軍.上海交通大學 2010
[7]生物質(zhì)三組分熱裂解特性及其動力學研究[D]. 黃娜.北京化工大學 2007
[8]生物質(zhì)材料熱解實驗及動力學分析[D]. 周新華.遼寧工程技術大學 2006
[9]生物質(zhì)熱解特性及熱解動力學研究[D]. 陳森.南京理工大學 2005



本文編號：3733010