基于改性HZSM-5沸石催化剂可燃固体废弃物催化热解特性研究

发布时间：2021-04-20 19:18

　　我国城市生活垃圾产生量增长迅速,严重危害了环境和居民生活条件,探寻减量化、资源化和无害化的处理方式是一项关乎生态文明和环境保护的重要课题。热解技术因其可以实现有价值产品的充分再利用和能源最大回收,具有较高的环境和经济效益而日益受到了广泛研究。生物质含氧量较高、含碳量较低,因此对生物质进行单独热解使得热解油难以满足作为液体燃料的要求。为获得更高品质的液体产物,生物质单独热解研究朝着与其他富氢废弃物如废轮胎或废塑料等混合催化热解方向发展。为此,本文以城市生活垃圾典型组分厨余垃圾和废轮胎为研究对象,研究厨余垃圾和废轮胎混合热解和催化热解制取液体燃料,探讨不同掺混比和催化剂下的热解反应过程以及热解产物的分布规律,为厨余垃圾和废轮胎资源化综合利用提供了思路和参考依据。本文采用了多种实验技术和方法,研究厨余垃圾和废轮胎催化热解过程反应特性和热解产物析出规律,具体如下:（1）利用热重同步分析仪研究了厨余垃圾、废轮胎及其混合样品的催化热解特性和催化剂的抗焦化性能。研究结果表明,厨余垃圾和废轮胎的热解失重过程均可分为三个阶段和存在一个失重主峰。废轮胎的热解起始温度、最大失重速率和最大失重速率对应温度均高... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 厨余垃圾处理现状
    1.3 废轮胎回收利用现状
    1.4 国内外研究现状综述
        1.4.1 国内外厨余垃圾热解研究现状
        1.4.2 国内外废轮胎热解研究现状
        1.4.3 国内外生物质与废轮胎混合热解研究现状
        1.4.4 国内外快速热解研究现状
        1.4.5 国内外催化热解研究现状
    1.5 国内外沸石催化热解研究现状
    1.6 课题的提出与来源
    1.7 主要研究内容
第二章 实验方案与装置介绍
    2.1 实验物料与处理
    2.2 催化剂的制备及表征方法
        2.2.1 催化剂的制备
        2.2.2 催化剂的表征方法
    2.3 热解实验设备介绍
        2.3.1 热重同步分析仪
        2.3.2 傅里叶变换红外光谱仪
        2.3.3 热裂解仪
        2.3.4 气相色谱-质谱联用仪
    2.4 热解实验方法
        2.4.1 热重-红外联用系统实验方法
        2.4.2 热裂解-气相色谱/质谱联用系统实验方法
    2.5 实验数据的处理与分析方法
        2.5.1 热重实验的数据处理方法
        2.5.2 反应生成气体的数据分析方法
        2.5.3 热裂解-气相色谱/质谱联用分析方法
    2.6 本章小结
第三章 厨余垃圾和废轮胎单样催化热解特性及产物分析
    3.1 引言
    3.2 厨余垃圾和废轮胎单样催化热解失重特性分析
        3.2.1 厨余垃圾催化热解失重特性分析
        3.2.2 废轮胎催化热解失重特性分析
        3.2.3 厨余垃圾和废轮胎单样热解特性对比分析
    3.3 厨余垃圾和废轮胎单样催化热解反应动力学分析
    3.4 厨余垃圾和废轮胎单样催化热解产物分析
    3.5 本章小结
第四章 厨余垃圾和废轮胎混合催化热解特性及产物分析
    4.1 引言
    4.2 厨余垃圾和废轮胎混合催化热解失重特性分析
        4.2.1 混合比例对热解失重特性影响分析
        4.2.2 混合样品的协同作用分析
    4.3 混合催化热解反应动力学分析
    4.4 混合催化热解红外光谱分析
    4.5 混合催化热解产物分析
        4.5.1 混合比例对热解产物影响分析
        4.5.2 混合样品的协同作用分析
    4.6 本章小结
第五章 厨余垃圾和废轮胎在改性HZSM-5下的混合热解特性及产物分析
    5.1 引言
    5.2 改性HZSM-5催化剂的表征
        5.2.1 氮气物理吸附结果分析
        5.2.2 X射线衍射结果分析
        5.2.3 扫描电镜结果分析
    5.3 催化剂对热失重特性影响分析
    5.4 催化热解反应动力学分析
    5.5 催化剂对热解产物影响分析
    5.6 催化剂的焦化特性
    5.7 本章小结
全文总结与展望
    全文总结
    创新点
    研究工作展望
参考文献
附录
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件


【参考文献】：
期刊论文
[1]利用热解-气相色谱/质谱联用仪研究减压渣油及其胶质亚组分的热解规律[J]. 王佳琪,王苛宇,吕园,田原宇.  石油炼制与化工. 2019(07)
[2]轮胎粒径对热解产物的影响[J]. 邓飞虎,王黎.  应用化工. 2019(06)
[3]木质生物质催化热解制备富烃生物油研究进展[J]. 郑志锋,郑云武,黄元波,卢怡,王珍,李文斌,李水荣,林鹿.  林业工程学报. 2019(02)
[4]木质纤维素生物质组分的催化快速热解[J]. 周伟,毕亚东,陈慧,胡剑利.  天津理工大学学报. 2018(03)
[5]纤维素与废轮胎微波共热解规律及产物特性[J]. 王文亮,时宇杰,王少华,党泽攀,李新平.  高等学校化学学报. 2018(05)
[6]废轮胎资源化利用现状[J]. 苏瑞景,关杰,梁波.  上海第二工业大学学报. 2016(01)
[7]不同碱金属碳酸盐对油页岩热解的影响[J]. 王擎,吴晗,贾春霞,石聚欣,隋义.  化工机械. 2015(03)
[8]HZSM-5上生物质催化裂解的近期研究进展（英文）[J]. 谭顺,张志军,孙剑平,王清文.  催化学报. 2013(04)
[9]餐厨垃圾热解实验研究[J]. 黄云龙,郭庆杰,田红景,侯良玉.  高校化学工程学报. 2012(04)
[10]TPAOH/NaOH混合碱体系对ZSM-5沸石的改性及其催化性能研究[J]. 李莎,李玉平,狄春雨,张鹏飞,潘瑞丽,窦涛.  燃料化学学报. 2012(05)

博士论文
[1]城市生活垃圾与造纸污泥混合热解特性及其机理研究[D]. 方诗雯.华南理工大学 2019
[2]煤及生物质快速热解和热解焦油提质研究[D]. 张俊杰.大连理工大学 2018
[3]城市生活垃圾与农林废弃物共热解及热解液分离提质研究[D]. 杨迪.中国矿业大学(北京) 2017
[4]改性HZSM-5作用下聚丙烯基木塑的热解研究[D]. 林晓娜.东北林业大学 2016
[5]厨余垃圾的燃烧与热解特性研究[D]. 刘海力.华南理工大学 2014
[6]尾煤和废轮胎共热解研究[D]. 刘海兵.中国矿业大学(北京) 2012
[7]分级孔道和金属改性ZSM-5分子筛制备、表征及催化甲醇制烃研究[D]. 倪友明.华中科技大学 2011
[8]废轮胎热解油的资源化利用研究[D]. 王慧.华东理工大学 2011

硕士论文
[1]基于锌铁改性HZSM-5的桉木催化热解特性研究[D]. 徐佳晨.华南理工大学 2019
[2]废轮胎热解特性研究[D]. 帅坤.西北大学 2017
[3]餐厨垃圾分选有机废物热解特性及示范工程研究[D]. 黄博.北京化工大学 2017



本文编号：3150251