生物质热解脱除焦油并制备高品质产物气
发布时间：2020-08-05 20:58
【摘要】：生物质作为一种重要的清洁能源,具有贮藏量大、可再生的特点,对生物质的合理开发与利用能够有效减弱对化石能源的依赖。生物质有多种利用方式,最为常见的如直接燃烧,其中生物质的热解是其中非常重要且有效的生物质处理方法。但是在生物质热解过程中会同时产生生物质焦油,生物质焦油在设备低温区域液化堵塞管路,严重影响热解反应,造成设备损坏及能量损耗,同时焦油对人身健康及环境都有严重的威胁。生物质热解追求尽可能消除焦油并制备高品质产物气,如何在热解过程有效脱除焦油成为热解工艺的关键。本文归纳整理了近年来国内外学者对生物质热解方面的研究,比较其对焦油脱除的优缺点,得出在热解过程使用催化剂催化脱除焦油工艺最优优越。催化法催化脱除生物质热解焦油能有效减少焦油产量,焦油催化裂解同时提高了产物气的品质。催化脱除焦油技术的关键在于催化剂的选择,催化剂选择的重要标准是催化剂活性及催化剂寿命。本文以合成活性高、寿命长的新型催化剂为目标设计主要以玉米秸秆为原料的催化体系。首先进行生物质热解温度的确定,从经济和实验角度考虑,确定600℃为生物质热解温度；其次进行填料的选取,从吸收灰分和体系质量衡算角度选取分子筛作为填料；进行碱金属负载的催化热解实验,对产物气及焦油的脱除进行了一系列的实验研究,数据整理归纳,选取活性金属组分镍、镧、铁；合成钙钛矿型催化剂LaNiO_3催化剂作为口标催化剂,该催化剂负载量6wt%、催化温度800℃条件下催化效果最佳,使可收集物质占反应前秸秆质量百分比达到97.47%、减少23.68%的质量损失,重质焦油消除率达到78.77%、产物气体积由4.11L提至10.76L并明显提高产物气热值,最优产物气热值为4359.27kcal/m3、催化剂寿命为13.5h。生物质热解除了由热解温度,加热速率等因素决定,与生物质的种类及生物质尺寸也有着密切的关联。粒径减少促进生物质热解,同一生物质,40目粒径的生物质热解效果最好；对三种生物质进行研究,得出结论：对不同种类生物质进行工业分析,生物质热解程度由其中挥发分决定,生物质中灰分由其成分的原因对生物质热解起到积极的催化作用。
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK6
【图文】：
逡逑生物油；如图２－３所示装置流程，具有传热性能好，节省空间等特点，短暂的气相停逡逑留时间可抑制二次裂化反应，但是该装置需要大量循环气。逡逑口肝。百逡逑其—ｙ邋ｙ义逡逑Ｆ１邋Ｗ逦厂邋Ｈ邋—？—逡逑ｙ逦—邋—逦ｇ逡逑１０邋逦逦逡逑［ｍ邋＊邋ｉ邋￣邋逦逡逑ｕ邋—逦！ｚ：ｐ＿逦＾逡逑Ｌ—逡逑Ｌ给巧斗２．巧化巧给巧机３．反应器４．分离器５．巧水冷去Ｍ．冰水冷卸了．过滤器８．压缩逡逑机９．气体计１０．容巧箱Ｕ．；壳动指示仪评压力指示仪口．气体分析仪！４．巧量计一逡逑Ｉ逡逑围２－１生物质流化床闪速热解装置逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｆｈｉｉｄｉｚｅｄ邋ｂｅｄ邋ａｐｐａｒａｔｕｓ邋ｆｏｒ邋ｂｉｏｍａｓｓ邋ｆｌａｓｈ邋ｐｙｒｏｔｙｓｉｓ逡逑Ａ邋巧巧邋Ｉ逦，魄ｓ逦迎邋Ｑｈａ—一ｉ逡逑？泛；：左■逦？邋：＇：：：；逦Ｋ＇－ｌＣ逡逑１：逦ｉｉｌ邋５邋媝逦＾逦＼逡逑？ＨＨ邋Ｉ邋？：蔚邋邋焉Ｕ逦／逦Ｉ逡逑Ａ逡逑ｊ邋—＇。□阳，１邋ｉ□口．邋—逦Ｆ＊邋ｊ．邋ｊｉｌｊ—逡逑ｊ逦口逦—邋＂逦Ｉ逡逑Ｕ竞至计２．气体巧热３．热解反应器４．构瓷巧绝缘５．化热元件６．陶瓷营７．样品躲８．请逡逑满口邋９．产品气１０．沿巧仪１１．泡度指示仪１２．冷疑管１３．冷水箱１４．水循环累１５．冷凝逡逑器１６．气化巧至计＾逡逑图２－２生物质间接加热固定
邋３－３所示，随着热解温度的升高，产物气体积增大，产物气中氨气、甲烧在产物气中占有体积比随温度升高成线性增高趋势，二氧化碳产物比随n壬叱上咝约跎偾魇啤Ｔ诘厩扇冉獾墓蹋担埃ǎ裕檬苯褂筒孔钌呓褂突峤徊浇辛呀夥从Γ镏湓谌冉饴谝步懈丛拥姆绰诨岱⑸路从Γ哄义希穑茫浚妫妫浚荆瘢茫妫妫蓿颍龋五澹ǎ常担茫浚龋垮澹睿茫希蓿惧澹玻睿茫襄澹五邋澹ǎ常叮茫浚龋浚蓿睿茫伲蓿龋五澹ǎ常罚茫浚龋礤澹澹睿绕蓿睿茫希ǎ睿ィ韧蹂危ǎ常福常滴褂偷牧呀夥从Γ孀盼露鹊纳撸褂土呀獬潭忍岣撸褂土呀
本文编号：2781869
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK6
【图文】：
逡逑生物油；如图２－３所示装置流程，具有传热性能好，节省空间等特点，短暂的气相停逡逑留时间可抑制二次裂化反应，但是该装置需要大量循环气。逡逑口肝。百逡逑其—ｙ邋ｙ义逡逑Ｆ１邋Ｗ逦厂邋Ｈ邋—？—逡逑ｙ逦—邋—逦ｇ逡逑１０邋逦逦逡逑［ｍ邋＊邋ｉ邋￣邋逦逡逑ｕ邋—逦！ｚ：ｐ＿逦＾逡逑Ｌ—逡逑Ｌ给巧斗２．巧化巧给巧机３．反应器４．分离器５．巧水冷去Ｍ．冰水冷卸了．过滤器８．压缩逡逑机９．气体计１０．容巧箱Ｕ．；壳动指示仪评压力指示仪口．气体分析仪！４．巧量计一逡逑Ｉ逡逑围２－１生物质流化床闪速热解装置逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｆｈｉｉｄｉｚｅｄ邋ｂｅｄ邋ａｐｐａｒａｔｕｓ邋ｆｏｒ邋ｂｉｏｍａｓｓ邋ｆｌａｓｈ邋ｐｙｒｏｔｙｓｉｓ逡逑Ａ邋巧巧邋Ｉ逦，魄ｓ逦迎邋Ｑｈａ—一ｉ逡逑？泛；：左■逦？邋：＇：：：；逦Ｋ＇－ｌＣ逡逑１：逦ｉｉｌ邋５邋媝逦＾逦＼逡逑？ＨＨ邋Ｉ邋？：蔚邋邋焉Ｕ逦／逦Ｉ逡逑Ａ逡逑ｊ邋—＇。□阳，１邋ｉ□口．邋—逦Ｆ＊邋ｊ．邋ｊｉｌｊ—逡逑ｊ逦口逦—邋＂逦Ｉ逡逑Ｕ竞至计２．气体巧热３．热解反应器４．构瓷巧绝缘５．化热元件６．陶瓷营７．样品躲８．请逡逑满口邋９．产品气１０．沿巧仪１１．泡度指示仪１２．冷疑管１３．冷水箱１４．水循环累１５．冷凝逡逑器１６．气化巧至计＾逡逑图２－２生物质间接加热固定
邋３－３所示，随着热解温度的升高，产物气体积增大，产物气中氨气、甲烧在产物气中占有体积比随温度升高成线性增高趋势，二氧化碳产物比随n壬叱上咝约跎偾魇啤Ｔ诘厩扇冉獾墓蹋担埃ǎ裕檬苯褂筒孔钌呓褂突峤徊浇辛呀夥从Γ镏湓谌冉饴谝步懈丛拥姆绰诨岱⑸路从Γ哄义希穑茫浚妫妫浚荆瘢茫妫妫蓿颍龋五澹ǎ常担茫浚龋垮澹睿茫希蓿惧澹玻睿茫襄澹五邋澹ǎ常叮茫浚龋浚蓿睿茫伲蓿龋五澹ǎ常罚茫浚龋礤澹澹睿绕蓿睿茫希ǎ睿ィ韧蹂危ǎ常福常滴褂偷牧呀夥从Γ孀盼露鹊纳撸褂土呀獬潭忍岣撸褂土呀
本文编号：2781869
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