碱金属/碱土金属对生物质热解特性及动力学研究
发布时间：2022-01-08 15:07
生物质在生长中吸收土壤中的各种营养成分,使得其本身含有部分碱金属及碱土金属盐。虽然这些金属盐含量不高,但在生物质热解时都起到了较大的作用。因此有必要研究生物质去除金属盐后单一添加某种金属盐对生物质热解的影响。本文主要采用樟子松和柳桉木两种植物生物质及其三种主要成分（纤维素、半纤维素和木素）作为研究对象来了解金属盐在热解时对样品起到的作用。首先,本实验采用酸洗的方法去除生物质中的碱金属和碱土金属,然后定量添加制备出所需金属盐含量的样品。由原子吸收分析可知酸洗脱盐的效率都超过了90%,效果优于水洗除盐,而且采用扫描电镜分析发现采用5wt%的盐酸酸沈两小时对生物质的表面结构破坏甚小。由于购买的纤维素、半纤维素和木素样品颗粒粒径都仅有100gm,对其机械干混添加金属盐就能起到理想的效果；樟子松及柳桉木样品是经过破碎分级和酸洗后得到的,采用等体积浸渍法添加金属盐后通过电镜扫描分析发现金属盐的分布极为均匀。然后,对所有不同的原始和合成样品进行热重分析。使用热重分析仪研究钾、钙和镁金属盐（KCl、CaCl2和MgCl2）对实验样品的热解影响以及催化效果时发现,CaCl2的添加能抑制热解过程中的缩合反...
【文章来源】：天津科技大学天津市
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 前言
1.1 引言
1.2 能源与环境问题
1.3 生物质概况
1.3.1 生物质分类和特点
1.3.2 生物质的组成
1.3.3 生物质的利用技术
1.4 金属盐对生物质热解过程的影响
1.4.1 金属盐对生物质热解的影响
1.4.2 生物质脱盐处理及金属盐测定
1.5 生物质热重动力学
1.6 课题研究内容和意义
1.6.1 课题研究内容
1.6.2 课题研究意义
2 实验材料与方法
2.1 生物质原料
2.2 实验药品与仪器
2.3 生物质中K、Ca和Mg金属盐的测定
2.3.1 生物质预处理方法
2.3.2 K、Ca和Mg的测定
2.3.3 水洗脱盐
2.3.4 酸洗脱盐
2.4 生物质外添加K、Ca、Mg的处理方法
2.4.1 机械混合法
2.4.2 浸渍法
2.5 表征方法
2.5.1 扫描电镜(SEM)
2.5.2 原子吸收(AAS)
2.5.3 热重分析(TG)
3 样品的制备及表征
3.1 引言
3.2 样品的制备
3.2.1 生物质原样的制备
3.2.2 生物质酸洗样的制备
3.2.3 酸洗生物质金属盐添加样的制备
3.2.4 纤维素、半纤维素、木质素金属盐添加样的制备
3.3 样品的表征
3.3.1 扫描电镜
3.3.2 原子吸收
3.3.3 热解失重分析
3.4 本章小结
4 碱金属/碱土金属对生物质热解特性的影响
4.1 引言
4.2 升温速率对样品热解的影响
4.3 钾、钙和镁金属盐对生物质三组分热解的影响
4.4 钾、钙和镁金属盐对两种生物质热解的影响
4.5 本章小结
5 生物质热解动力学研究
5.1 引言
5.2 热解动力学模型
5.2.1 Kissinger微分法
5.2.2 FWO(Flynn-Wall-Ozawa)法
5.3 热解动力学分析
5.3.1 Kissinger微分法对实验样品的分析
5.3.2 FWO法对实验样品的分析
5.4 本章小结
6 结论
7 展望
8 参考文献
9 攻读硕士学位期间发表论文情况
10 致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]CuHY分子筛吸附剂的等体积浸渍法制备及其脱硫性能考察[J]. 王红,秦玉才,范跃超,张磊,宋丽娟. 石油化工高等学校学报. 2014(03)
[2]钾对松木热解特性影响实验研究[J]. 武宏香,刘安琪,李兰兰,王小波,赵增立,李海滨,何方. 燃料化学学报. 2014(04)
[3]生物油TG-FTIR分析与热解气化特性研究[J]. 张怡,陈登宇,张栋,朱锡锋. 燃料化学学报. 2012(10)
[4]几种木质类生物质的热重分析研究[J]. 张雪,白雪峰. 黑龙江大学自然科学学报. 2012(03)
[5]中国环境污染事故发生与经济发展的动态关系[J]. 杨洁,毕军,张海燕,李凤英,周鲸波,刘蓓蓓. 中国环境科学. 2010(04)
[6]生物质催化热解特性和动力学研究[J]. 王新运,万新军,吴凤义. 应用化工. 2010(03)
[7]生物质催化热解气化热重分析研究[J]. 肖军,沈来宏,邓霞,王泽明,仲晓黎. 太阳能学报. 2009(09)
[8]碱金属盐对生物质三组分热解的影响[J]. 杨海平,陈汉平,杜胜磊,陈应泉,王贤华,张世红. 中国电机工程学报. 2009(17)
[9]无机矿物质盐对生物质热解特性的影响[J]. 王贤华,陈汉平,王静,辛芬,杨海平. 燃料化学学报. 2008(06)
[10]生物质热重实验及动力学分析[J]. 曾凡阳,刘朝,王文钊,闫丽云. 工业加热. 2008(03)
硕士论文
[1]预处理对生物质热解特性影响的试验研究[D]. 辛芬.华中科技大学 2006
[2]稻秸热解过程中碱金属析出的实验研究[D]. 唐艳玲.浙江大学 2004
[3]生物质热裂解制油机理试验研究及流化床闪速热裂解装置设计[D]. 洪军.浙江大学 2002
本文编号：3576777
【文章来源】：天津科技大学天津市
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 前言
1.1 引言
1.2 能源与环境问题
1.3 生物质概况
1.3.1 生物质分类和特点
1.3.2 生物质的组成
1.3.3 生物质的利用技术
1.4 金属盐对生物质热解过程的影响
1.4.1 金属盐对生物质热解的影响
1.4.2 生物质脱盐处理及金属盐测定
1.5 生物质热重动力学
1.6 课题研究内容和意义
1.6.1 课题研究内容
1.6.2 课题研究意义
2 实验材料与方法
2.1 生物质原料
2.2 实验药品与仪器
2.3 生物质中K、Ca和Mg金属盐的测定
2.3.1 生物质预处理方法
2.3.2 K、Ca和Mg的测定
2.3.3 水洗脱盐
2.3.4 酸洗脱盐
2.4 生物质外添加K、Ca、Mg的处理方法
2.4.1 机械混合法
2.4.2 浸渍法
2.5 表征方法
2.5.1 扫描电镜(SEM)
2.5.2 原子吸收(AAS)
2.5.3 热重分析(TG)
3 样品的制备及表征
3.1 引言
3.2 样品的制备
3.2.1 生物质原样的制备
3.2.2 生物质酸洗样的制备
3.2.3 酸洗生物质金属盐添加样的制备
3.2.4 纤维素、半纤维素、木质素金属盐添加样的制备
3.3 样品的表征
3.3.1 扫描电镜
3.3.2 原子吸收
3.3.3 热解失重分析
3.4 本章小结
4 碱金属/碱土金属对生物质热解特性的影响
4.1 引言
4.2 升温速率对样品热解的影响
4.3 钾、钙和镁金属盐对生物质三组分热解的影响
4.4 钾、钙和镁金属盐对两种生物质热解的影响
4.5 本章小结
5 生物质热解动力学研究
5.1 引言
5.2 热解动力学模型
5.2.1 Kissinger微分法
5.2.2 FWO(Flynn-Wall-Ozawa)法
5.3 热解动力学分析
5.3.1 Kissinger微分法对实验样品的分析
5.3.2 FWO法对实验样品的分析
5.4 本章小结
6 结论
7 展望
8 参考文献
9 攻读硕士学位期间发表论文情况
10 致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]CuHY分子筛吸附剂的等体积浸渍法制备及其脱硫性能考察[J]. 王红,秦玉才,范跃超,张磊,宋丽娟. 石油化工高等学校学报. 2014(03)
[2]钾对松木热解特性影响实验研究[J]. 武宏香,刘安琪,李兰兰,王小波,赵增立,李海滨,何方. 燃料化学学报. 2014(04)
[3]生物油TG-FTIR分析与热解气化特性研究[J]. 张怡,陈登宇,张栋,朱锡锋. 燃料化学学报. 2012(10)
[4]几种木质类生物质的热重分析研究[J]. 张雪,白雪峰. 黑龙江大学自然科学学报. 2012(03)
[5]中国环境污染事故发生与经济发展的动态关系[J]. 杨洁,毕军,张海燕,李凤英,周鲸波,刘蓓蓓. 中国环境科学. 2010(04)
[6]生物质催化热解特性和动力学研究[J]. 王新运,万新军,吴凤义. 应用化工. 2010(03)
[7]生物质催化热解气化热重分析研究[J]. 肖军,沈来宏,邓霞,王泽明,仲晓黎. 太阳能学报. 2009(09)
[8]碱金属盐对生物质三组分热解的影响[J]. 杨海平,陈汉平,杜胜磊,陈应泉,王贤华,张世红. 中国电机工程学报. 2009(17)
[9]无机矿物质盐对生物质热解特性的影响[J]. 王贤华,陈汉平,王静,辛芬,杨海平. 燃料化学学报. 2008(06)
[10]生物质热重实验及动力学分析[J]. 曾凡阳,刘朝,王文钊,闫丽云. 工业加热. 2008(03)
硕士论文
[1]预处理对生物质热解特性影响的试验研究[D]. 辛芬.华中科技大学 2006
[2]稻秸热解过程中碱金属析出的实验研究[D]. 唐艳玲.浙江大学 2004
[3]生物质热裂解制油机理试验研究及流化床闪速热裂解装置设计[D]. 洪军.浙江大学 2002
本文编号：3576777
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