隨著化石燃料的短缺和全球溫室效應(yīng)的不斷惡化,發(fā)展可再生能源替代燃料已迫在眉睫,其中,生物質(zhì)作為替代燃料的使用得到了迅猛地發(fā)展。熱解、氣化技術(shù)是將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為清潔燃料的最有前景的轉(zhuǎn)化技術(shù)之一,然而,生物質(zhì)熱解氣化除了獲得有用的生物燃料之外,還會(huì)產(chǎn)生其他副產(chǎn)品,特別是可燃?xì)怏w中的焦油,焦油的存在會(huì)限制生物燃?xì)獾暮罄m(xù)利用,并且導(dǎo)致下游設(shè)備的污染、管路堵塞和腐蝕問題。因此,焦油的脫除對(duì)生物質(zhì)熱解/氣化過程至關(guān)重要,目前還沒有高效的脫除方式,因此亟待深入研究。微波與金屬相互作用能夠誘發(fā)放電現(xiàn)象并伴隨產(chǎn)生等離子體與光催化效應(yīng),本文充分利用以上兩種效應(yīng)建立了一種高效催化轉(zhuǎn)化焦油的方法。本文采用甲苯作為生物質(zhì)焦油模型化合物,主要研究微波金屬放電條件下甲苯的裂解、水蒸氣重整及光催化降解特性,重點(diǎn)考察電極類型、氣體流量、甲苯濃度、反應(yīng)時(shí)間、水炭比(S/C)、銳鈦礦型Ti02光催化劑等對(duì)甲苯轉(zhuǎn)化效率和反應(yīng)路徑的影響。實(shí)驗(yàn)得出以下重要結(jié)論:微波誘導(dǎo)金屬鎢電極放電效果最佳,可以有效地將甲苯裂解為有用的氣體(H2,C2H2,CH4)和固體碳,轉(zhuǎn)化效率均在90%以上。載氣流速、甲苯濃度以及反應(yīng)時(shí)間均會(huì)對(duì)甲苯的裂解效率...

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１實(shí)驗(yàn)裝置流程示意圖??

輸出微波功率為０－９００Ｗ。雖然微波爐功率可自由調(diào)節(jié)，但是為了保證放??電過程持續(xù)穩(wěn)定，所以試驗(yàn)時(shí)選擇最大的微波功率９００Ｗ。反應(yīng)器形狀大小以及??金屬的布置方式如圖２．?２所示，根據(jù)反應(yīng)器大小均勻布置了?１８根金屬針（統(tǒng)一??直徑為１ｍｍ，長３０ｍｍ，?—頭磨尖）。??甲苯在反....

圖２．２?（ａ）石英反應(yīng)器；（ｂ）金屬布置方式??

?拉驚?色譜麟聯(lián)敝??圖２．１實(shí)驗(yàn)裝置流程示意圖??微波金屬放電裂解系統(tǒng)由微波爐、裝有石英砂的密封石英反應(yīng)器和固定在石??英砂中的金屬條組成，微波爐為商用家用微波爐（Ｍｉｄｅａ，?Ｍ３－Ｌ２３３Ｃ），頻率為２．４５??ＧＨｚ，輸出微波功率為０－９００Ｗ。雖然微波爐功率可自由調(diào)節(jié)，....

圖２．?３?Ｉｓ時(shí)間內(nèi)微波輻照下金屬的放電過程??

ｍｍ）作為電極以實(shí)現(xiàn)一個(gè)快速點(diǎn)火、相對(duì)穩(wěn)定和可持續(xù)的放電過程。優(yōu)化??放電過程能維持３０分鐘以上，最長能達(dá)到６０分鐘，且放電后沒有明顯的電??態(tài)變化，一旦微波功率停止并重新啟動(dòng)，就能迅速再次放電。這些特性顯示??波誘導(dǎo)鎢金屬放電工業(yè)應(yīng)用的巨大潛力，微波鎢放電系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)在不破壞?....

圖２．?４金屬種類與甲苯轉(zhuǎn)化率的關(guān)系（甲苯?圖２．?５不同金屬種類條件下產(chǎn)物成分對(duì)比??濃度１４０ｇ／Ｎｍ３，氬氣流量４００ｍｌ／ｍｉｎ?）?（甲苯濃度１４０ｇ／Ｎｍ３，氬氣流量４００ｍｌ／ｍｉｎ）??

裂解效率也較低。Ｗ由于其功函數(shù)適中，熔點(diǎn)高，蒸發(fā)率低，因此鎢電極具有??穩(wěn)定的放電過程和最佳的裂解效率。微波誘導(dǎo)金屬放電裂解甲苯后的主要?dú)怏w產(chǎn)??物為Ｈ２、Ｃ２Ｈ２和ＣＨ４，圖２．?５顯示了不同電極裂解甲苯后的氣體產(chǎn)物組成，由??圖２．５可知，鋁電極裂解甲苯后氣體產(chǎn)物中Ｈ２含量最....

本文編號(hào)：4014606