稻壳颗粒性能分析与催化热解动力学
发布时间：2021-01-17 19:54
为了开发一种清洁的可再生能源来缓解当今世界的能源危机和环境污染,生物质稻壳以其产量高、产物污染小的特点成为人们研究的重点。在众多利用方式中,热解技术是当今处理生物质稻壳最为先进的技术之一。学者们通过改变热解反应的条件参数来考察稻壳热解的反应特性,例如温度、压力、升温速率等,但往往这些条件的改变存在着局限性,为了能够提高稻壳热解的效率,部分学者提出利用金属化合物进行催化热解。本文基于以上背景对稻壳催化热解展开了广泛的研究。本文选取鄂中5号水稻所产稻壳为原料,首先考察了不同粒下径稻壳的物理特性、工业分析和元素分析,物理特性包括流动性、压缩率等。分析了这些性质与另外几个品种稻壳的差异,同时与其它具有代表性的生物质原料进行对比。其次考察了稻壳在不同升温速率下的热解特性,并通过对TG和DTG曲线的探究,讨论了粒径和升温速率对失重率、失重速率以及有机物热解阶段温度范围的影响。然后根据C-R积分式和双外推法确定热解反应的机理函数,并求得稻壳热解的活化能和指前因子。同时利用碱金属类、碱土金属类、过渡金属和其它金属共8种金属化合物进行催化热解反应,考察不同金属对稻壳热解失重率、失重速率峰值和活化能的影响...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 稻壳简介及利用现状
1.1.1 稻壳简介
1.1.2 稻壳利用现状
1.2 稻壳热解研究进展
1.2.1 热解技术简介及原理
1.2.2 热解工艺影响
1.2.3 热解研究现状
1.3 催化热解
1.3.1 催化剂种类
1.3.2 催化剂添加与热解设备
1.4 热分析动力学研究
1.4.1 基本理论
1.4.2 最概然机理函数的推断
1.5 本文研究内容及目的
2 实验原理及方法
2.1 粉体物理特性
2.1.1 实验仪器及原料
2.1.2 实验步骤及方法
2.2 工业分析
2.2.1 实验仪器及原料
2.2.2 实验步骤及方法
2.3 热重热解实验
2.3.1 实验仪器及原料
2.3.2 实验方法及步骤
2.4 热重催化热解实验
2.4.1 实验仪器及原料
2.4.2 实验步骤及方法
2.5 碳产率催化实验
2.5.1 实验仪器及原料
2.5.2 实验步骤及方法
2.6 气体成分催化实验
2.6.1 实验仪器及原料
2.6.2 实验步骤及方法
3 粉体综合特性结果及分析
3.1 粉体物理特性
3.2 工业分析
3.3 元素分析
3.4 总结
4 热重实验结果及分析
4.1 稻壳热解实验
4.1.1 实验结果分析
4.1.2 升温速率对热解特性的影响
4.1.3 粒径对热解特性的影响
4.1.4 稻壳热解动力学分析
4.1.5 小结
4.2 碱金属催化热解
4.2.1 碳酸钠
4.2.2 碳酸钾
4.2.3 小结
4.3 碱土金属及其它金属催化热解
4.3.1 氧化镁
4.3.2 氧化钙
4.3.3 氧化铝
4.3.4 小结
4.4 过渡金属催化热解
4.4.1 氧化铁
4.4.2 氧化镍
4.4.3 氧化铜
4.4.4 小结
4.5 总结
5 固定床反应器实验结果及分析
5.1 碳产率催化实验结果结果及分析
5.1.1 粒径及终态温度对热解的影响
5.1.2 不同温度下催化剂对稻壳热解的影响
5.2 气体产物催化实验结果及分析
5.2.1 温度对稻壳及催化热解产物气体成分影响
5.2.2 催化剂对不同温度下气体产物成分影响
5.3 总结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤热解催化剂的研究现状及未来发展趋势[J]. 么秋香,樊英杰,冉伟利,刘今乾,党敏辉,张喻,刘虎. 煤化工. 2015(01)
[2]稻壳的高值化利用研究进展[J]. 沈梦烨,张艳群,杨锟,和金荣,钟耕,钟金锋. 粮食与饲料工业. 2014(08)
[3]稻壳灰在水泥混凝土中的综合应用研究[J]. 胡云珍,刘凤侠. 材料导报. 2014(S1)
[4]我国生物质热解特性及工艺研究进展[J]. 王冠,赵立欣,孟海波,姚宗路,杨宏志,田宜水. 节能技术. 2014(02)
[5]基于热重法的生物质工业分析及其发热量测定[J]. 王茹,田宜水,赵立欣,姚宗路,孟海波,侯书林. 农业工程学报. 2014(05)
[6]升温速率对胜利褐煤热解过程中N迁移转化的影响[J]. 张书,白艳萍,米亮,郑盼盼,陈绪军,许德平,王永刚. 燃料化学学报. 2013(10)
[7]小球藻粉热解及其催化热解试验研究[J]. 时艳,王许云,李芳,仲卫成,郭庆杰. 中国粉体技术. 2013(04)
[8]木质素的结构研究与应用[J]. 路瑶,魏贤勇,宗志敏,陆永超,赵炜,曹景沛. 化学进展. 2013(05)
[9]真空热解松木粉制备生物油[J]. 徐莹,王铁军,马隆龙,张琦,陈冠益. 农业工程学报. 2013(01)
[10]二氧化锰低温分解动力学研究[J]. 刘吉刚,李正邦,刘彦华,杨海森,梁林宝. 有色金属(冶炼部分). 2012(12)
博士论文
[1]纳米氧化镁粉体的制备及其烧结特性与催化性能研究[D]. 张永芬.燕山大学 2014
[2]稻壳低温慢速热解机理研究[D]. 沈建锋.南京理工大学 2011
[3]纤维素快速热解机理的分子模拟研究[D]. 黄金保.重庆大学 2010
[4]生物质催化热解和气化的应用基础研究[D]. 李建芬.华中科技大学 2007
硕士论文
[1]高温炭床对生物质热解焦油的催化性能研究[D]. 林青山.北京化工大学 2014
[2]固定床生物质热解炭化系统设计与实验研究[D]. 石海波.河北工业大学 2013
[3]基于常见农林废弃生物质原料的热解技术及机理研究[D]. 张辰宇.北京化工大学 2013
[4]碳酸钾对煤水蒸气气化反应性影响的研究[D]. 陈凡敏.华东理工大学 2013
[5]生物质催化热解制取生物油及其性能实验研究[D]. 周雷宇.南京师范大学 2012
[6]生物质催化热解及半焦气化特性实验研究[D]. 杜莹.华中科技大学 2012
[7]生物质热解实验及动力学研究[D]. 刘辉.长沙理工大学 2008
[8]生物质热解气催化还原二氧化硫的探索性研究[D]. 寸文娟.昆明理工大学 2007
[9]生物油及相关生物质原料的特性分析[D]. 王晓艳.吉林农业大学 2005
[10]对煤粉燃烧与热解的试验研究[D]. 王蓉.浙江大学 2005
本文编号：2983496
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 稻壳简介及利用现状
1.1.1 稻壳简介
1.1.2 稻壳利用现状
1.2 稻壳热解研究进展
1.2.1 热解技术简介及原理
1.2.2 热解工艺影响
1.2.3 热解研究现状
1.3 催化热解
1.3.1 催化剂种类
1.3.2 催化剂添加与热解设备
1.4 热分析动力学研究
1.4.1 基本理论
1.4.2 最概然机理函数的推断
1.5 本文研究内容及目的
2 实验原理及方法
2.1 粉体物理特性
2.1.1 实验仪器及原料
2.1.2 实验步骤及方法
2.2 工业分析
2.2.1 实验仪器及原料
2.2.2 实验步骤及方法
2.3 热重热解实验
2.3.1 实验仪器及原料
2.3.2 实验方法及步骤
2.4 热重催化热解实验
2.4.1 实验仪器及原料
2.4.2 实验步骤及方法
2.5 碳产率催化实验
2.5.1 实验仪器及原料
2.5.2 实验步骤及方法
2.6 气体成分催化实验
2.6.1 实验仪器及原料
2.6.2 实验步骤及方法
3 粉体综合特性结果及分析
3.1 粉体物理特性
3.2 工业分析
3.3 元素分析
3.4 总结
4 热重实验结果及分析
4.1 稻壳热解实验
4.1.1 实验结果分析
4.1.2 升温速率对热解特性的影响
4.1.3 粒径对热解特性的影响
4.1.4 稻壳热解动力学分析
4.1.5 小结
4.2 碱金属催化热解
4.2.1 碳酸钠
4.2.2 碳酸钾
4.2.3 小结
4.3 碱土金属及其它金属催化热解
4.3.1 氧化镁
4.3.2 氧化钙
4.3.3 氧化铝
4.3.4 小结
4.4 过渡金属催化热解
4.4.1 氧化铁
4.4.2 氧化镍
4.4.3 氧化铜
4.4.4 小结
4.5 总结
5 固定床反应器实验结果及分析
5.1 碳产率催化实验结果结果及分析
5.1.1 粒径及终态温度对热解的影响
5.1.2 不同温度下催化剂对稻壳热解的影响
5.2 气体产物催化实验结果及分析
5.2.1 温度对稻壳及催化热解产物气体成分影响
5.2.2 催化剂对不同温度下气体产物成分影响
5.3 总结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤热解催化剂的研究现状及未来发展趋势[J]. 么秋香,樊英杰,冉伟利,刘今乾,党敏辉,张喻,刘虎. 煤化工. 2015(01)
[2]稻壳的高值化利用研究进展[J]. 沈梦烨,张艳群,杨锟,和金荣,钟耕,钟金锋. 粮食与饲料工业. 2014(08)
[3]稻壳灰在水泥混凝土中的综合应用研究[J]. 胡云珍,刘凤侠. 材料导报. 2014(S1)
[4]我国生物质热解特性及工艺研究进展[J]. 王冠,赵立欣,孟海波,姚宗路,杨宏志,田宜水. 节能技术. 2014(02)
[5]基于热重法的生物质工业分析及其发热量测定[J]. 王茹,田宜水,赵立欣,姚宗路,孟海波,侯书林. 农业工程学报. 2014(05)
[6]升温速率对胜利褐煤热解过程中N迁移转化的影响[J]. 张书,白艳萍,米亮,郑盼盼,陈绪军,许德平,王永刚. 燃料化学学报. 2013(10)
[7]小球藻粉热解及其催化热解试验研究[J]. 时艳,王许云,李芳,仲卫成,郭庆杰. 中国粉体技术. 2013(04)
[8]木质素的结构研究与应用[J]. 路瑶,魏贤勇,宗志敏,陆永超,赵炜,曹景沛. 化学进展. 2013(05)
[9]真空热解松木粉制备生物油[J]. 徐莹,王铁军,马隆龙,张琦,陈冠益. 农业工程学报. 2013(01)
[10]二氧化锰低温分解动力学研究[J]. 刘吉刚,李正邦,刘彦华,杨海森,梁林宝. 有色金属(冶炼部分). 2012(12)
博士论文
[1]纳米氧化镁粉体的制备及其烧结特性与催化性能研究[D]. 张永芬.燕山大学 2014
[2]稻壳低温慢速热解机理研究[D]. 沈建锋.南京理工大学 2011
[3]纤维素快速热解机理的分子模拟研究[D]. 黄金保.重庆大学 2010
[4]生物质催化热解和气化的应用基础研究[D]. 李建芬.华中科技大学 2007
硕士论文
[1]高温炭床对生物质热解焦油的催化性能研究[D]. 林青山.北京化工大学 2014
[2]固定床生物质热解炭化系统设计与实验研究[D]. 石海波.河北工业大学 2013
[3]基于常见农林废弃生物质原料的热解技术及机理研究[D]. 张辰宇.北京化工大学 2013
[4]碳酸钾对煤水蒸气气化反应性影响的研究[D]. 陈凡敏.华东理工大学 2013
[5]生物质催化热解制取生物油及其性能实验研究[D]. 周雷宇.南京师范大学 2012
[6]生物质催化热解及半焦气化特性实验研究[D]. 杜莹.华中科技大学 2012
[7]生物质热解实验及动力学研究[D]. 刘辉.长沙理工大学 2008
[8]生物质热解气催化还原二氧化硫的探索性研究[D]. 寸文娟.昆明理工大学 2007
[9]生物油及相关生物质原料的特性分析[D]. 王晓艳.吉林农业大学 2005
[10]对煤粉燃烧与热解的试验研究[D]. 王蓉.浙江大学 2005
本文编号：2983496
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