生物质化学链气化氧载体的反应性能研究

发布时间：2020-10-19 15:32

　　 随着日趋严重的环境污染和能源枯竭问题,微藻作为一种营养丰富、易获取、生长周期短的植物,是目前的研究热点。本文在充分调研各方面课题相关进展下,综述了国内外化学链气化方面的研究现状和微藻的应用前景。又介绍了文章实验所用物料的制备和氧载体的处理方法,利用热重分析仪、傅里叶变换红外分析仪、管式炉固定床反应器、气相色谱仪等实验仪器进行实验,通过产气、失重和红外等研究方式,分析Fe_2O_3/ZnO、NiO/ZnO、Fe_2O_3/NiO和Fe_2O_3/NiO/ZnO几种新型复合氧载体的性能。首先,利用热重-红外联用方式对比分析了四种复合氧载体和传统氧载体的反应性能,实验发现复合氧载体除了在低温段失重外,在高温区间还存在另一阶段失重。通过红外光谱仪分析气体及官能团,解释气体排放规律。又通过改变加入氧载体质量分析其影响。最后计算了动力学活化能,分析加入不同氧载体对反应活化能的影响。结果发现Fe_2O_3/ZnO和NiO/ZnO氧载体反应性能较好。其次,通过管式炉收集复合氧载体反应产生的气体,接入气相色谱仪中测量其浓度,又通过对其SEM微观表征。实验发现:Fe_2O_3/ZnO氧载体表现最优,H2、CH4和CO气体在几种氧载体中产量最多,而CO2气体相对较少,NiO/ZnO氧载体表现同样优于传统的Fe_2O_3氧载体,而Fe_2O_3/NiO/ZnO则表现较差。在研究范围内,加入氧载体质量越多,产气量、热值越大,碳转化率越高。温度对Fe_2O_3/ZnO和NiO/ZnO氧载体的性能影响较大。在900℃反应时,明显各种指标优于800℃,而800℃反应又明显优于700℃。一次循环反应发现:NiO/ZnO氧载体因为甲烷化反应,CH4气体产量明显升高,而其他气体产量有一定程度下降;Fe_2O_3/ZnO氧载体各种气体产量均有一定程度下降。两种氧载体热值和碳转化率也相应下降。Fe_2O_3/ZnO和NiO/ZnO氧载体微观表面更粗糙,有更大的氧载体比表面积,在与样品发生化学反应时,有更大的接触面积,反应速率和化学反应活性能大。最后,研究了加入CaO和KCl对产气的影响。实验发现,两者的加入均有效的提升了产气的品质,在实验研究范围内,CaO加入量越多,对实验促进作用越明显;而KCl在加入6%时,效果较好,加入过量的KCl会对反应起到抑制作用。对比两种修饰添加剂,KCl的促进产气效果好于加入CaO的效果。
【学位单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TK6
【部分图文】：

华南理工大学工程硕士学位论文较低，相对更容易在低温阶段析出挥反应平均失重速率更高。量仅占 6.89%，含量相对较低。灰分进程进行较快，反应温度相对降低。。瑞士梅特勒-托利多热重同步分析仪，合为一体，在一次测量中即可测得热要技术参数见表 2-2。

，打开热重分析仪电源，会自动进DCS软件，设定升温程序，以20℃仪的样品盘中放置不同编号的空境影响。利用电子天平称重样品动进样后，开始升温程序，自动，实验实时数据保存在计算机中绘制 TG、DTG 图像。谱仪飞世尔科技公司生产的傅里叶变分析仪连接使用方式，可以实时图如图 2-2 所示。主要技术参数

图 2-4 气相色谱仪装置图谱仪测量产气各个组分的含量。在测量样品气体前主要分为内标法和外标法两类。间接的测量校对方法。测定分析混合气体中某组分较少由于操作误差对实验测量分析造成的影响，提：性质稳定，和待测气体不发生化学反应，实验分好的分离，没有相互干扰。并且气体的保留时间不积互相接近，能够通过称样量调节。操作：准确称量体积为Vm的待测样品，加入体积为，放入气相色谱仪中分析。最后根据被测样品和标积，求出待测样品气体浓度。具体计算公式如 2-
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