生物質(zhì)焦炭氣化是生物質(zhì)氣化過(guò)程中主要環(huán)節(jié),但是氣化反應(yīng)速率慢、氣化效率低和耗能高一直以來(lái)是生物質(zhì)氣化技術(shù)的瓶頸,為突破這一技術(shù)瓶頸,實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)能源高效率、低成本轉(zhuǎn)化。針對(duì)于此,本文開(kāi)展對(duì)焦炭催化氣化動(dòng)力學(xué)和產(chǎn)氣特性研究,以求為氣化爐設(shè)計(jì)改造、工業(yè)生產(chǎn)的節(jié)能降耗以及提高產(chǎn)品氣質(zhì)量提供理論依據(jù)。以玉米秸稈為原料,選用CaO和Fe₂O₃作為催化劑,與原料均勻混合壓縮,制備生物質(zhì)焦炭顆粒,使催化劑負(fù)載至焦炭顆粒內(nèi)部實(shí)現(xiàn)對(duì)氣化反應(yīng)進(jìn)行原位催化。通過(guò)搭建動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)以及氣化試驗(yàn)平臺(tái),主要探究了CaO、Fe₂O₃催化劑以及Ca-Fe協(xié)同作用下焦炭水蒸氣氣化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和產(chǎn)氣特性的問(wèn)題。得出以下結(jié)論:（1）對(duì)生物質(zhì)焦炭顆粒進(jìn)行氣化動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)。焦炭在氣化過(guò)程中先后進(jìn)行熱解和氣化反應(yīng),熱解反應(yīng)遵循三維擴(kuò)散模型,反應(yīng)級(jí)數(shù)1/3;氣化反應(yīng)遵循收縮圓柱體模型,反應(yīng)級(jí)數(shù)為1/2。探究發(fā)現(xiàn)熱解和氣化均存在動(dòng)力學(xué)補(bǔ)償效應(yīng),并通過(guò)擬合獲得指前因子A與活化能E之間的關(guān)系式,通過(guò)阿倫尼烏斯公式可以計(jì)算某一溫度下的反應(yīng)速率。（2）CaO催化劑... 

【文章來(lái)源】：內(nèi)蒙古科技大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

018年全國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)圖

內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文-4-（4）可再生。與化石能源相比，生物質(zhì)能源可再生。與其他可再生能源相比，生物質(zhì)能源是作為一種物質(zhì)能源，是唯一可再生的碳源。生物質(zhì)能源作為一種可再生的清潔能源，科學(xué)的開(kāi)發(fā)利用有利于改善國(guó)家能源安全。自然界中直接的生物質(zhì)能量密度低，直接利用能源轉(zhuǎn)化效率低，因此，需要將生物質(zhì)能進(jìn)行高效率轉(zhuǎn)化后加以利用。目前，生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化利用技術(shù)可分為生物轉(zhuǎn)化、直接燃燒、熱化學(xué)轉(zhuǎn)化和液化植物油技術(shù)四大類[8~11]，具體形式如圖1.2所示。目前生物質(zhì)氣化技術(shù)是生物質(zhì)能源提值利用的重要途徑。圖1.2生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化技術(shù)圖1.3生物質(zhì)氣化技術(shù)研究氣化技術(shù)是一種高效率的生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)換技術(shù)，將固體燃料通過(guò)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化成為氣體燃料，轉(zhuǎn)化效率高達(dá)70%~90%。關(guān)于氣化技術(shù)，最早開(kāi)始于煤氣化，1843年，瑞典人GustafEkman發(fā)表關(guān)于煤氣化的論文，并在1881年，制造出第一臺(tái)運(yùn)行平穩(wěn)的下吸式氣化爐。經(jīng)歷過(guò)兩次世界大戰(zhàn)中能源供給緊張等問(wèn)題后，生物質(zhì)氣化技術(shù)的研究與應(yīng)用得到空前發(fā)展。我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，每年產(chǎn)生的農(nóng)林廢棄物約為7億噸，可用作能源有3.5億噸，折合標(biāo)準(zhǔn)煤1.8億噸，資源較為豐富，發(fā)展?jié)摿薮�。在上世紀(jì)八九十年代，我國(guó)因地制宜建成了多座生物質(zhì)氣化爐與內(nèi)燃機(jī)組成的發(fā)電站、氣化集中供氣以及氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電等項(xiàng)目。近年來(lái)，國(guó)際石油價(jià)格持續(xù)增長(zhǎng)，能源與環(huán)境問(wèn)題日趨緊張，生物質(zhì)氣化技術(shù)越來(lái)越受到世界各國(guó)關(guān)注[12]，從而使得氣化技術(shù)空前發(fā)展，生物質(zhì)氣化項(xiàng)目不斷擴(kuò)大[13]。生物質(zhì)氣化是以空氣、氧氣、水蒸氣、空氣/水蒸氣和氧氣/水蒸氣等組合性氣體

技術(shù)路線圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]Fe的分散程度對(duì)煤焦催化加氫氣化的影響[J]. 張峰,孫浩,張建樹(shù),嚴(yán)帥,曲旋,張榮,畢繼誠(chéng).  燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2019(04)
[3]生物炭負(fù)載Ca和Fe催化玉米秸稈熱解揮發(fā)分重整提高產(chǎn)氣率[J]. 龐赟佶,劉心明,陳義勝,許月,沈勝?gòu)?qiáng).  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2019(03)
[4]兩種反應(yīng)器中生物質(zhì)炭水蒸氣催化氣化的動(dòng)力學(xué)[J]. 李光源,吳軒韜,王杰.  化工進(jìn)展. 2018(08)
[5]能源結(jié)構(gòu)隨能源需求增長(zhǎng)而持續(xù)多樣化——2018年世界能源統(tǒng)計(jì)年鑒解讀[J]. 錢伯章,李敏.  中國(guó)石油和化工經(jīng)濟(jì)分析. 2018(08)
[6]生物質(zhì)炭水蒸氣氣化制取富氫合成氣[J]. 賈爽,應(yīng)浩,徐衛(wèi),孫云娟,尹航,寧思云,孫寧.  化工進(jìn)展. 2018(04)
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[8]淺析我國(guó)霧霾現(xiàn)狀及治理對(duì)策[J]. 周鑫.  山東工業(yè)技術(shù). 2017(19)
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[10]2017年中國(guó)新能源重點(diǎn)細(xì)分行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、新能源行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)及投資前景分析[J]. 白文亭.  電氣時(shí)代. 2017(02)

博士論文
[1]鈣基添加劑強(qiáng)化生物質(zhì)熱解氣化產(chǎn)氫特性及作用機(jī)制研究[D]. 張波.重慶大學(xué) 2016
[2]CaO伴隨生物質(zhì)熱裂解制油在線脫氧的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 林郁郁.上海交通大學(xué) 2011
[3]生物質(zhì)高溫氣流床氣化制取合成氣的機(jī)理試驗(yàn)研究[D]. 趙輝.浙江大學(xué) 2007

碩士論文
[1]玉米秸稈炭顆粒催化氣化和燃燒動(dòng)力學(xué)研究[D]. 陳宏鵬.內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2019
[2]基于Fe2O3及其復(fù)合氧載體的生物質(zhì)多元體系化學(xué)鏈氣化特性研究[D]. 吳宇婷.華南理工大學(xué) 2019
[3]生物質(zhì)炭中不同金屬元素對(duì)生物質(zhì)氣固同步轉(zhuǎn)化的催化作用研究[D]. 陳振奇.華東理工大學(xué) 2016
[4]生物質(zhì)組分熱裂解行為實(shí)驗(yàn)研究[D]. 張力.浙江大學(xué) 2016
[5]生物質(zhì)快速熱解制生物質(zhì)油的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 胡興濤.山東科技大學(xué) 2010



本文編號(hào)：2916126