【摘要】：生物質(zhì)是一種環(huán)境友好型的可再生資源,是指直接或間接來源于各種綠色植物的各類有機(jī)物的總稱,是一種通過大氣、水、土壤以及陽光產(chǎn)生的持續(xù)性資源,被公認(rèn)為僅次于煤炭、石油、天然氣的第四大能源。在全世界能源消耗比例中,生物質(zhì)能占總能耗量的16%,而在發(fā)展中國家卻占到近45%,目前世界各國都在致力于發(fā)展高效、無污染的生物質(zhì)利用技術(shù),從而保護(hù)本國的礦物能源,為實現(xiàn)國家經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展提供保障。 熱裂解反應(yīng)器的使用將取代直接燃燒法而更加合理地利用生物質(zhì)能源,本研究提供了一種能夠在較低熱裂解溫度下將熱裂解、旋風(fēng)分離、洗滌冷凝三個裝置功能一體化的閃速旋轉(zhuǎn)刮板式生物質(zhì)熱裂解反應(yīng)器,此反應(yīng)器具有如下特點：1、設(shè)備小型化,結(jié)構(gòu)簡化；2、在低溫工況條件下閃速熱裂解；3、采用刮片形式提高燒蝕效率,降低停留時間；4、對流直接冷卻,減少二次裂解；5、工況條件容易調(diào)節(jié),便于制備炭、氣、液化物多種產(chǎn)物。通過試驗表明此反應(yīng)器達(dá)到設(shè)計要求,工作可靠且穩(wěn)定,該設(shè)備在350℃條件下達(dá)到41%的產(chǎn)炭率、450℃條件下達(dá)到75%的產(chǎn)油率和550℃條件下達(dá)到70%的產(chǎn)氣率。經(jīng)GC/MS分析表明裂解液化物中含有酚類、醛類、酮類、醇類和酯類等復(fù)雜化合物,裂解氣中主要有一氧化碳、甲烷和乙烯等成分。 隨著活性炭應(yīng)用的擴(kuò)大化和專業(yè)化,世界各大活性炭生產(chǎn)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)積極迎接可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的要求,不斷開拓活性炭的應(yīng)用領(lǐng)域和原料來源。生物質(zhì)裂解反應(yīng)器所產(chǎn)生的機(jī)制炭完全可以深度再加工成附加值高的活性炭�；钚蕴坎牧系幕罨^程是制備的關(guān)鍵環(huán)節(jié),氫氧化鉀、磷酸和氯化鋅是常用的活化劑,而我國通常使用氯化鋅法制備活性炭,但此法對設(shè)備腐蝕性較高,并且容易導(dǎo)致環(huán)境污染,本研究選擇價格較低且分解產(chǎn)物易于回收再利用的氯化銨作為活化劑制備活性炭,并考察了影響條件,用單因素分析探索制備活性炭的最佳制備工藝條件為：活化劑氯化銨質(zhì)量濃度為15%、mNH4C/mSD=3,浸漬時間為12h,活化時間為4h和活化溫度為800℃,其相應(yīng)的碘值和亞甲基藍(lán)值分別達(dá)到1473mg/g和447mg/g,綜合吸附性能均高于其它活化劑制備的活性炭。同時采用比表面積和孔結(jié)構(gòu)測定儀,利用靜態(tài)吸附法測定了多種活性炭在77K下對N2的吸附脫附等溫線,通過BET法、t-plot法和BJH法分別計算了活性炭的總比表面積、微孔比表面積和中孔比表面積,以DFT法分別表征了活性炭的全孔、中孔和微孔分布,并通過FTIR光譜、XRD和SEM等技術(shù)對制備的活性炭表面官能團(tuán)及晶形結(jié)構(gòu)做了表征和觀察。 研究了氯化銨法制備的活性炭對水溶液中污染物間苯二胺的吸附,結(jié)果表明：(1)活性炭對間苯二胺的吸附效果受溶液pH值的影響,活性炭對間苯二胺的吸附能力在pH值為8.0-10.0之間最佳,過酸或過堿均不利于其吸附；(2)不同溫度下的吸附等溫線所得的吸附熱表明,吸附是自發(fā)吸熱的物理反應(yīng)過程,活性炭與間苯二胺之間的主要作用力是靜電作用力,如范德華力,同時還存在氫鍵力,疏水鍵力和偶極距力；(3)活性炭對間苯二胺的吸附效果也受溶液離子強(qiáng)度的影響,高離子強(qiáng)度有利于活性炭對間苯二胺的吸附,其可能的原因是金屬離子對吸附質(zhì)產(chǎn)生鹽析效應(yīng),通過補(bǔ)償電荷而影響吸附質(zhì)與吸附劑之間的靜電作用；(4) Frendlich、Redlich-Peterson、Koble-Corrigan和Tempkin吸附等溫式可用于描述活性炭對間苯二胺的吸附過程；(5)活性炭對間苯二胺的吸附由顆粒內(nèi)擴(kuò)散及膜擴(kuò)散共同控制,在吸附前期,顆粒內(nèi)擴(kuò)散是控制吸附速率的主要因素。 研究了以生物質(zhì)基活性炭為載體,以磷酸為磷源,以聚乙二醇-2000為黏合劑,用溶膠-凝膠法制備了高活性摻磷活性炭負(fù)載型二氧化鈦(P-TiO2/AC),并采用SEM、XRD等技術(shù)對其晶形結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征,得到本實驗制得的高活性光催化劑,結(jié)果表明銳鈦礦和金紅石的混合型Ti02以顆粒形態(tài)負(fù)載在具有棉花狀結(jié)構(gòu)的活性炭表面,該負(fù)載型催化劑的粒徑達(dá)到1-3μm,提高了催化劑的可回收性；紅外光譜顯示TiO2結(jié)晶過程中磷進(jìn)入了Ti02的晶格并結(jié)合成鍵；利用制備的催化劑進(jìn)行甲基橙光降解評價實驗,實驗得到了不同催化劑對甲基橙的光催化降解能力：TiO2P-TiO2TiO2/ACP25P-TiO2/AC,說明本實驗制備的微米級摻磷負(fù)載型二氧化鈦光催化劑達(dá)到并超過了公認(rèn)的納米級P25的高活性特性；在其他條件不變的條件下,實驗還考察了溶液初始pH值、外加有機(jī)物、光敏劑等因素對光催化降解效果的影響。
【圖文】：

吸附等溫線[49，5*^分別為I型、11型、m型、IV型、V型和VI型吸附等溫線，見圖1-1所示。圖中縱坐標(biāo)表示吸附量，橫坐標(biāo)表示相對壓力P/Po。各種吸附等溫線對應(yīng)著吸附時氣體在固體表面上的排列形式，固體的孔、比表面積、孔徑分布以及孔溶劑等有關(guān)信息。I型吸附等溫線，，又稱為Langmuir吸附等溫線�；瘜W(xué)吸附在表面的單分子層物理吸附，可以得到I型吸附等溫線。適用于無孔均一表面的單分子層吸附或微孔吸附劑的溶劑填充機(jī)制；II型吸附等溫線，常稱為S型等溫線，當(dāng)在非多孔固體表面或大孔材料上進(jìn)行單一多層可逆吸附時，一般呈現(xiàn)II型吸附等溫線

Figure 2-2 A-A section of reactor如圖2-2所示，轉(zhuǎn)鼓2是由轉(zhuǎn)軸3、轉(zhuǎn)軸通孔4、轉(zhuǎn)鼓外圓筒通孔5、旋轉(zhuǎn)刮板6、保溫棉7、固定翼片20、轉(zhuǎn)鼓外圓筒21組成；在轉(zhuǎn)軸3的中部還開有若32
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：X705

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2628048