生物质气化气中焦油的催化裂解研究

发布时间：2017-04-27 06:01

  本文关键词：生物质气化气中焦油的催化裂解研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 本文主要针对生物质热转化利用技术中的焦油催化裂解问题展开。焦油在输气管道中冷凝和不完全燃烧会导致磨损和腐蚀问题,会因燃气中夹带液滴等影响燃气设备(内燃机、燃气轮机等)的安全运行,焦油的存在还会影响气化效率,带来能量的浪费。在综述国内外有关生物质焦油脱除及催化剂研究现状的基础上,选用萘为焦油模拟组分,建立了以催化剂活性组分CaO、MgO、Fe_2O_3等纯组分作为催化剂的小型实验台,进行萘的干重整催化裂解研究。结果表明900℃裂解温度下,Fe_2O_3催化裂解萘的转化率为80%,CaO-MgO的催化效果为72%,MgO的催化效果近69%,CaO的催化效果为64%。没有催化剂的情况下,萘的转化率近33%。研究了催化温度、气相停留时间、催化剂粒径大小对萘转化率的影响;在0～2h内催化剂的表面没有积炭,之后催化剂的活性大大降低,几乎没有活性。采用Arrhenius方程对实验数据进行线性回归计算,计算出不同反应过程的反应速度和活化能,计算拟合的结果较吻合。催化裂解的活化能相对于热裂解的活化能有较大幅度的降低(热裂解的活化能E=173.3kJ/mol降至催化裂解的E=92.4kJ/mol)。
【关键词】：生物质 焦油 催化裂解
【学位授予单位】：华北电力大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TQ511.6
【目录】：

• 摘要3
• ABSTRACT3-4
• 目录4-6
• 主要符号表6-7
• 第一章 绪论7-17
• 1.1 引言7-9
• 1.2 生物质能开发的意义9-11
• 1.2.1 生物质能的特点9-11
• 1.2.2 发展前景11
• 1.3 生物质能开发利用方式11-13
• 1.3.1 生物质厌氧发酵11
• 1.3.2 生物质燃烧11-12
• 1.3.3 生物质闪速热解制油12
• 1.3.4 生物质气化12-13
• 1.4 焦油的定义及危害13-16
• 1.4.1 焦油的定义13-15
• 1.4.2 焦油的危害15-16
• 1.5 本文工作背景及研究内容16-17
• 第二章 生物质焦油脱除的研究现状17-27
• 2.1 引言17
• 2.2 生物质焦油的生成17-18
• 2.3 焦油的净化方法18-20
• 2.3.1 湿式净化18-19
• 2.3.2 干式净化19
• 2.3.3 电捕焦油法19
• 2.3.4 热裂化19-20
• 2.3.5 催化裂化20
• 2.4 生物质焦油催化裂化的研究进展20-25
• 2.4.1 非金属类催化剂21-23
• 2.4.2 镍基催化剂23-24
• 2.4.3 碱金属和其它金属催化剂24-25
• 2.4.4 国内主要研究25
• 2.5 本章小结25-27
• 第三章 生物质焦油催化裂化的实验研究27-37
• 3.1 引言27-28
• 3.2 实验系统28-32
• 3.2.1 实验台的建立28-29
• 3.2.2 采样和分析29-31
• 3.2.3 催化剂制备31-32
• 3.3 结果与讨论32-36
• 3.3.1 萘的转化率32
• 3.3.2 催化剂的稳定性32
• 3.3.3 温度的影响32-33
• 3.3.4 气相停留时间的影响33-34
• 3.3.5 催化剂粒径大小的影响34
• 3.3.6 Fe_2O_3 的催化裂解研究34-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第四章 生物质焦油催化裂解模型37-46
• 4.1 引言37
• 4.2 催化裂解反应数学模型的特点37-38
• 4.3 动力学建模和计算38-39
• 4.4 活化能的求取39-41
• 4.5 热裂解与催化裂解机理41-45
• 4.5.1 热裂解反应的机理41-42
• 4.5.2 催化裂解的反应机理42-44
• 4.5.3 CaO、MgO 催化裂解机理分析44-45
• 4.6 本章小结45-46
• 第五章 YDX 型生物质热解气化系统46-52
• 5.1 引言46-47
• 5.2 热解气化系统47-51
• 5.2.1 焦油采样系统47-49
• 5.2.2 样品分析49-51
• 5.2.3 实验结果51
• 5.3 本章小结51-52
• 第六章 全文总结52-54
• 6.1 结论52-53
• 6.2 不足之处及进一步的工作展望53-54
• 参考文献54-60
• 附表1 非金属类催化剂的焦油催化特性及效果60-66
• 在学期间发表的学术论文66-67
• 致谢67

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 鲍振博;靳登超;刘玉乐;郭俊旺;;生物质气化中焦油的产生及其危害性[J];安徽农业科学;2011年04期

2 李永玲;吴占松;;催化剂粒径与质量对生物质热解焦油催化裂化反应的影响[J];动力工程学报;2012年11期

3 鲍振博;靳登超;刘玉乐;郭俊旺;;生物质气化中焦油的产生及处理方法[J];农机化研究;2011年08期

4 李永玲;吴占松;;催化裂化条件对处理生物质热解焦油的影响[J];清华大学学报(自然科学版);2009年02期

5 李永玲;吴占松;;催化裂化条件对处理生物质热解焦油的影响[J];清华大学学报(自然科学版)网络.预览;2009年02期

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1 赵志铎;生物质气化过程焦油催化裂解脱除方法研究[D];华北电力大学;2011年

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5 张京;金属氧化物对煤热解过程中多环芳烃排放的影响[D];太原理工大学;2012年

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8 李倩;La_(0.5)Ca_(0.5)Ni_(0.5)Fe_(0.5)O_3催化剂的制备及其对生物质催化热解特性的影响[D];华中科技大学;2012年

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本文编号：330006