基于TG-MS方法的核桃壳/神府煤的凹凸棒土催化共热解动力学及机理研究
发布时间：2021-11-20 10:41
共热解是实现煤与生物质高效可持续利用的重要途径。煤与生物质共热解时的相互作用,导致共热解反应过程非常复杂,长期以来,对共热解协同作用及其反应产物调控机制等理论问题的认识存在较大分歧。因此,针对上述问题,本论文以核桃壳和神府煤为研究对象,以凹凸棒土为催化剂,采用热重/微分热重分析,研究了核桃壳和神府煤的共热解和催化共热解特性与动力学；采用热重-质谱方法,并结合纤维素和木质素为模型化合物的热解研究,探讨了温度、催化剂等因素对共热解过程中挥发性产物的影响规律,揭示了核桃壳和神府煤共热解协同反应特性与反应机理。研究结果对于煤与生物质高效共热解新技术发展有一定的理论指导意义。（1）核桃壳和神府煤共热解的协同作用研究。采用热重/微分热重方法,研究了核桃壳和神府煤的共热解特性与动力学。结果表明:核桃壳与神府煤的脱挥发分温度区间部分重叠,在300-50℃范围内,核桃壳/神府煤的共热解存在协同作用,导致挥发物产量增加。核桃壳的质量份数是决定协同作用大小的重要因素,WS:SFC质量比为3:1和2:1,升温速率不低于20℃·min-1时,协同作用明显。（2）核桃壳和神府煤共热解的动力学研究。采用四种等转化率...
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：134 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
利用木质纤维素生物质制备燃料和化学品的主要方法
我国是核桃生产的世界第一大国，拥有最大的核桃种植面积和产量。图 1.2 为近年来我国及世界范围内的核桃年产量变化趋势。核桃，因为营养丰富、风味独特和健脑效果，被誉为世界四大坚果（核桃、扁桃、榛子、腰果）之首，素有“长寿果”之称，核桃深加工之后产生的核桃壳（WS），作为一种木质纤维素生物质，其利用率极低，大部分被丢弃或焚烧[11]，造成极大的资源浪费和环境污染。
一目标达成度的重要影响因素[3]。（1）自由基反应自由基反应是导致共热解协同效应的一个重要原因。氢自由基和羟基自由基从生质向煤的转移，可阻止共热解过程的二次反应形成焦炭，并加速固态残炭的分解，促焦油的形成[39]。煤热解过程中的自由基反应机理示意图，见图 1.3。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Co-pyrolysis of bituminous coal and biomass in a pressured fluidized bed[J]. Yong Huang,Ningbo Wang,Qiaoxia Liu,Wusheng Wang,Xiaoxun Ma. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2019(07)
[2]煤化工制醋酸技术的工艺发展概况及研究[J]. 闫伟华,姚彬. 广东化工. 2019(06)
[3]木质素类生物质催化热解制备精细化学品研究进展[J]. 陈宇,纪红兵. 化工进展. 2019(01)
[4]凹凸棒石:从矿物材料到功能材料[J]. 王文波,牟斌,张俊平,王爱勤. 中国科学:化学. 2018(12)
[5]果壳生物质热解特性与动力学[J]. 范方宇,黄元波,杨晓琴,郑云武,刘灿,王珍,郑志锋. 生物质化学工程. 2018(06)
[6]基于TG-MS研究不同升温速率下褐煤热解气体产物析出特性及其动力学参数[J]. 王小华,赵洪宇,李玉环,宋强,舒新前. 煤炭工程. 2018(03)
[7]核桃加工及综合利用研究进展[J]. 宫学斌,王婷婷,宫俊杰,张敏,赵煜炜,姜建波. 中国果菜. 2018(03)
[8]基于不同组分的海藻热分解机理研究[J]. 王爽,胡亚敏,王谦,曹斌,徐姗楠,吉恒松. 太阳能学报. 2017(12)
[9]核桃壳热裂解产物有机结构演变规律[J]. 张丹枫,刘慧利,胡建航,王华. 工业加热. 2017(04)
[10]神府煤热解-活化耦合反应产物特性及机制研究[J]. 刘源,贺新福,张亚刚,杨伏生,任秀彬,周安宁. 燃料化学学报. 2016(02)
博士论文
[1]典型煤的官能团热解机理、动力学分析及影响因素研究[D]. 钮志远.中国科学技术大学 2017
[2]低阶煤及其四氢呋喃萃取产物的热解研究[D]. 邹亮.大连理工大学 2016
[3]煤热解过程中挥发物反应的共价键断裂—生成模型研究[D]. 郭啸晋.北京化工大学 2015
[4]煤热解过程中PAHs的形成及其催化裂解特性[D]. 董洁.太原理工大学 2013
[5]西部弱还原性煤热解特性研究[D]. 赵云鹏.大连理工大学 2010
[6]神东和平朔煤在不同反应器中的热解特性[D]. 吴波.大连理工大学 2009
硕士论文
[1]生物质半焦催化提质煤低温热解焦油研究[D]. 付大庆.太原理工大学 2018
[2]Y型分子筛的酸性和孔道在煤热解气态焦油催化改质中的作用[D]. 刘玉洁.太原理工大学 2018
[3]煤与核桃壳催化共热解特性及动力学研究[D]. 张慧钧.西安科技大学 2018
[4]低阶煤催化热解特性及共热解行为的研究[D]. 李青.西北大学 2017
[5]生物质与神府煤催化共热解特性及机理研究[D]. 张铭.西安科技大学 2015
[6]煤与生物质共气化及共燃过程的协同效应研究[D]. 范迪.大连理工大学 2015
[7]低中变质程度煤的结构特征及热解过程中甲烷、氢气的生成机理[D]. 段春雷.太原理工大学 2007
本文编号：3507152
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：134 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
利用木质纤维素生物质制备燃料和化学品的主要方法
我国是核桃生产的世界第一大国，拥有最大的核桃种植面积和产量。图 1.2 为近年来我国及世界范围内的核桃年产量变化趋势。核桃，因为营养丰富、风味独特和健脑效果，被誉为世界四大坚果（核桃、扁桃、榛子、腰果）之首，素有“长寿果”之称，核桃深加工之后产生的核桃壳（WS），作为一种木质纤维素生物质，其利用率极低，大部分被丢弃或焚烧[11]，造成极大的资源浪费和环境污染。
一目标达成度的重要影响因素[3]。（1）自由基反应自由基反应是导致共热解协同效应的一个重要原因。氢自由基和羟基自由基从生质向煤的转移，可阻止共热解过程的二次反应形成焦炭，并加速固态残炭的分解，促焦油的形成[39]。煤热解过程中的自由基反应机理示意图，见图 1.3。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Co-pyrolysis of bituminous coal and biomass in a pressured fluidized bed[J]. Yong Huang,Ningbo Wang,Qiaoxia Liu,Wusheng Wang,Xiaoxun Ma. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2019(07)
[2]煤化工制醋酸技术的工艺发展概况及研究[J]. 闫伟华,姚彬. 广东化工. 2019(06)
[3]木质素类生物质催化热解制备精细化学品研究进展[J]. 陈宇,纪红兵. 化工进展. 2019(01)
[4]凹凸棒石:从矿物材料到功能材料[J]. 王文波,牟斌,张俊平,王爱勤. 中国科学:化学. 2018(12)
[5]果壳生物质热解特性与动力学[J]. 范方宇,黄元波,杨晓琴,郑云武,刘灿,王珍,郑志锋. 生物质化学工程. 2018(06)
[6]基于TG-MS研究不同升温速率下褐煤热解气体产物析出特性及其动力学参数[J]. 王小华,赵洪宇,李玉环,宋强,舒新前. 煤炭工程. 2018(03)
[7]核桃加工及综合利用研究进展[J]. 宫学斌,王婷婷,宫俊杰,张敏,赵煜炜,姜建波. 中国果菜. 2018(03)
[8]基于不同组分的海藻热分解机理研究[J]. 王爽,胡亚敏,王谦,曹斌,徐姗楠,吉恒松. 太阳能学报. 2017(12)
[9]核桃壳热裂解产物有机结构演变规律[J]. 张丹枫,刘慧利,胡建航,王华. 工业加热. 2017(04)
[10]神府煤热解-活化耦合反应产物特性及机制研究[J]. 刘源,贺新福,张亚刚,杨伏生,任秀彬,周安宁. 燃料化学学报. 2016(02)
博士论文
[1]典型煤的官能团热解机理、动力学分析及影响因素研究[D]. 钮志远.中国科学技术大学 2017
[2]低阶煤及其四氢呋喃萃取产物的热解研究[D]. 邹亮.大连理工大学 2016
[3]煤热解过程中挥发物反应的共价键断裂—生成模型研究[D]. 郭啸晋.北京化工大学 2015
[4]煤热解过程中PAHs的形成及其催化裂解特性[D]. 董洁.太原理工大学 2013
[5]西部弱还原性煤热解特性研究[D]. 赵云鹏.大连理工大学 2010
[6]神东和平朔煤在不同反应器中的热解特性[D]. 吴波.大连理工大学 2009
硕士论文
[1]生物质半焦催化提质煤低温热解焦油研究[D]. 付大庆.太原理工大学 2018
[2]Y型分子筛的酸性和孔道在煤热解气态焦油催化改质中的作用[D]. 刘玉洁.太原理工大学 2018
[3]煤与核桃壳催化共热解特性及动力学研究[D]. 张慧钧.西安科技大学 2018
[4]低阶煤催化热解特性及共热解行为的研究[D]. 李青.西北大学 2017
[5]生物质与神府煤催化共热解特性及机理研究[D]. 张铭.西安科技大学 2015
[6]煤与生物质共气化及共燃过程的协同效应研究[D]. 范迪.大连理工大学 2015
[7]低中变质程度煤的结构特征及热解过程中甲烷、氢气的生成机理[D]. 段春雷.太原理工大学 2007
本文编号：3507152
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