基于秸秆热转化冷热电多联产模式研究

发布时间：2020-07-13 17:40

【摘要】：本文以秸秆作物为实验对象进行了热解实验,以甲苯作为焦油的模拟化合物进行了热解实验。探究了热解温度,催化剂种类,催化剂煅烧温度等对热解气体产物组分和产率的影响规律。用Aspen Plus软件对实验所得到的燃气进行了模拟。实验结果表明:秸秆热解过程主要为脱水、脱挥发分、热解三个阶段;秸秆热解后得到的燃气的主要成分为CO、H2和CH4。甲苯热解之后得到的燃气的主要成分同样为CO、H2和CH4。利用沉淀沉积法合成制备了一系列不同类型的催化剂(Ni-GA,Ni/Ce-GA,Ni/La-GA等)。并利用管式固定床热解炉考察了不同类型的催化剂对秸秆在不同热解温度下的催化重整性能。结果表明,催化活性组分的负载效果良好,活性组分在载体表面分散均匀,在XRD谱图中,相应的金属氧化物的峰强度表现明显,BET比表面积及孔容孔径较大,机械强度较好。实验结果表明,三种类型的催化剂均有较好的催化性能,且Ni/La-GA催化效果最为明显。利用沉淀沉积法合成制备了不同类型的纳米型镍基催化剂(Ni-HA,Ni/Fe-HA,Ni/Ce-HA等),在管式固定床热解炉中考察了在不同温度下煅烧的不同类型催化剂对焦油模拟物(甲苯)在不同热解温度下的催化裂解的性能。表征结果表明,活性组分的负载量符合理论负载量,从SEM图可以看出该催化剂的粒径属于纳米级,且Ni/Ce活性组分在载体的表面分散最为均匀,BET结果显示埃洛石载体比表面积大,因为埃洛石呈天然卷曲状,所以活性组分在其内外表面均有良好的负载量。在XRD谱图中显示,金属氧化物的峰强度大,表面负载效果良好。实验结果表明,催化剂的煅烧温度及热解温度均对甲苯的催化裂解有很大的影响,且甲苯的转化率很高,催化剂的稳定性强。利用浸渍法合成制备了不同类型的碱金属催化剂(Na2C03-GA,K2C03-GA,Li2C03-GA等)。在管式固定床热解炉中考察了碱金属催化剂对焦油模拟物(甲苯)的催化裂解的性能。SEM显示,煅烧后的碱金属在载体的表面呈现鳞片状,XRD显示碱金属催化剂的负载效果良好,实验结果表明,碱金属对甲苯在有一定的催化裂解效果,但是没有镍基催化剂效果好。在CCHP系统部分,建立了秸秆热转化冷热电连续多联产技术工艺系统流程图,且对上述实验结果利用Aspen Plus软件进行了模拟。结果显示,秸秆产生一度电的成本为1.4元。煮沸一壶水的成本为0.35元,空调用电成本为26.5元/天,家庭供暖成本为7.5元/平方。
【学位授予单位】：武汉轻工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TK6
【图文】：

图１．３焦油成分图逡逑Ｆｉｇ邋１．３邋Ｔａｒ邋ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ逡逑焦油的主要成分见图１．３。焦油是各种烃类的复杂混合物。它是由含氧化合逡逑物，苯酚衍生物，愈创木酚，维拉醇，丁香酚，游离脂肪酸等组成。此外，苯在焦逡逑油的所有成分中占有最大的百分比ｔ２（）］。逡逑对焦油有另一种分类，它可能是：伯，仲，叔烷基等。对焦油的简短说明如逡逑下Q彛哄义希脸跫督褂湾义铣跫督褂褪窃冢叮罚常�９７３Ｋ温度下热解的产物。它表示含氧，初级有机物和可逡逑冷凝分子。通过直接分解上述生物质成分可以得到上述初级产物。例如酸，糖，逡逑醇，酮醛，酚，愈创木酚，丁香酚，呋喃和混合含氧化合物。逡逑Ｂ二级焦油逡逑温度高于５０�

本文编号：2753772