微型流化床反应分析仪在生物质热解中的拓展及应用
发布时间：2021-03-31 05:16
在能源危机与环境污染带来的巨大压力下,发展清洁、经济、高效的生物质热化学转换技术成为社会共识。开发先进的生物质热化学转化技术需要深入的理解和掌握生物质热解规律。微型流化床反应分析仪（Micro Fluidized Bed Reaction Analyzer, MFBRA）良好的传热传质、快速升温、在线进样的特点使其在生物质热解等快速反应的研究中极具优势,但生物质热解中涉及到焦油等液相物质的一系列反应,而目前MFBRA尚不能进行液相原料的反应分析,这限制了其在生物质能领域的应用。本文在国家重大科学仪器设备开发专项资助下,根据生物质热解的特点对MFBRA进行应用拓展,并将之应用于生物质热解研究。MFBRA在液相原料反应分析方面的不足在于无法实现液相原料进样,且液相原料高温下易因反应区停留时间过短而无法反应完全。本文针对MFBRA以上不足进行了功能拓展：设计液体原料快速进样装置实现液相原料进样；改进反应器主反应区结构延长停留时间。通过以上改进将其应用范围从固相原料拓展到固液两相,满足生物质热解反应分析的要求。在此基础上本文利用拓展后的仪器对生物质与褐煤共热解以及生物质焦油裂解分别进行了研究。...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 生物质热解研究现状
1.2.2 生物质与煤混合共热解国内外研究现状
1.2.3 热解气中焦油净化
1.2.4 热解反应动力学研究现状
1.2.5 MFBRA现状
1.3 存在问题
1.4 研究目标
1.5 主要研究内容
第2章 微型流化床反应分析仪的功能拓展设计
2.1 MFBRA简介
2.2 问题分析
2.3 技术思路
2.4 MFBRA的功能拓展
2.4.1 液相原料进样装置设计
2.4.2 反应器设计
2.5 性能测试
2.5.1 进样时间测试
2.5.2 反应区停留时间测试
2.5.3 重复性实验验证
2.6 本章小结
第3章 生物质与煤等温快速共热解特性与动力学分析
3.1 实验部分
3.1.1 实验原料
3.1.2 实验装置及方法
3.1.3 计算原理
3.2 生物质与褐煤等温快速共热解产物特性研究
3.2.1 气体产率
3.2.2 混合气主要组分变化规律
3.3 生物质与褐煤共热解主要气体产物反应动力学分析
3.3.2 主要气体产物表观活化能
3.3.3 主要气体产物反应模型函数及指前因子
3.4 本章小结
第4章 生物质焦油热裂解特性与动力学分析
4.1 实验部分
4.1.1 实验原料
4.1.2 实验装置与方法
4.2 焦油热裂解特性
4.2.1 焦油热裂解的碳转换率及碳平衡计算
4.2.2 焦油热裂解特性分析
4.2.3 裂解热效率
4.3 焦油裂解动力学分析
4.3.1 理论基础
4.3.2 焦油裂解反应级数
4.3.3 焦油裂解表观活化能
4.3.4 固定床对比实验
4.4 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读硕士期间主要成果
致谢
学位论文评阅及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物质环模颗粒成型存在的问题及对策分析[J]. 宁廷州,马阿娟,俞洋,陈忠加. 中国农机化学报. 2016(01)
[2]生物质废物热解过程中气相产物的生成及等离子体重整研究[J]. 陶飞,刘丽娜,王激扬,姚鑫华,王强,孙轶斐. 环境工程. 2016(04)
[3]生物质气化中焦油特性及其处理[J]. 高正伟,武震,陈王琦,康天山. 广州化工. 2015(23)
[4]烘焙与HZSM-5催化剂联用改善柏木热解产物品质[J]. 张杨,梅艳阳,杨晴,杨海平,刘捷,陈汉平. 农业工程学报. 2015(23)
[5]基于碳夹点分析的中国能源结构优化研究[J]. 梁琳琳,卢启程. 资源科学. 2015(02)
[6]典型陕北长焰煤热解行为及其动力学实验研究[J]. 李爽,杨斌,冯秀燕,梁闻斌,马志超,马晓迅. 大连理工大学学报. 2013(03)
[7]沙尔湖褐煤和红沙泉不粘煤的热解动力学及热解产物分布[J]. 韩峰,蒙爱红,鲁伟,张衍国,李清海. 清华大学学报(自然科学版). 2013(03)
[8]生物质能流化热裂解技术研究现状[J]. 李三平,王述洋,孙雪,曹有为. 生物质化学工程. 2013(01)
[9]平朔煤和生物质共热解实验研究[J]. 王健,张守玉,郭熙,董爱霞,陈川,熊绍武,房倚天. 燃料化学学报. 2013(01)
[10]煤/生物质恒温混燃的协同特性[J]. 王金星,王春波. 华北电力大学学报(自然科学版). 2012(06)
博士论文
[1]生物质与煤共热解气化行为特性及动力学研究[D]. 孙云娟.中国林业科学研究院 2013
[2]生物质合成气的组分调控技术及深度净化[D]. 孟凡彬.沈阳农业大学 2012
[3]煤、生物质及其混合物的快速热解及过程中氮的迁移[D]. 袁帅.华东理工大学 2012
[4]煤与生物质混合动力学特性及成型燃料固硫特性研究[D]. 黄海珍.吉林大学 2007
[5]生物质热裂解机理试验研究[D]. 谭洪.浙江大学 2005
硕士论文
[1]煤与生物质共气化特性研究[D]. 刘彦国.重庆大学 2013
[2]褐煤提质及其快速热裂解挥发分析出特性的研究[D]. 邹祥波.浙江大学 2013
[3]煤焦等温微分原位反应实验装置的研制[D]. 郭洋洲.哈尔滨工业大学 2012
[4]农作物秸秆资源潜力与开发可持续评价体系研究[D]. 丁美.南京农业大学 2011
[5]微型流化床反应分析仪的应用[D]. 朱剑虹.湘潭大学 2010
[6]户用型生物质气化炉的开发与试验研究[D]. 段玉燕.浙江大学 2008
[7]落下床反应器中煤与生物质共热解研究[D]. 张丽.大连理工大学 2006
本文编号：3110863
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 生物质热解研究现状
1.2.2 生物质与煤混合共热解国内外研究现状
1.2.3 热解气中焦油净化
1.2.4 热解反应动力学研究现状
1.2.5 MFBRA现状
1.3 存在问题
1.4 研究目标
1.5 主要研究内容
第2章 微型流化床反应分析仪的功能拓展设计
2.1 MFBRA简介
2.2 问题分析
2.3 技术思路
2.4 MFBRA的功能拓展
2.4.1 液相原料进样装置设计
2.4.2 反应器设计
2.5 性能测试
2.5.1 进样时间测试
2.5.2 反应区停留时间测试
2.5.3 重复性实验验证
2.6 本章小结
第3章 生物质与煤等温快速共热解特性与动力学分析
3.1 实验部分
3.1.1 实验原料
3.1.2 实验装置及方法
3.1.3 计算原理
3.2 生物质与褐煤等温快速共热解产物特性研究
3.2.1 气体产率
3.2.2 混合气主要组分变化规律
3.3 生物质与褐煤共热解主要气体产物反应动力学分析
3.3.2 主要气体产物表观活化能
3.3.3 主要气体产物反应模型函数及指前因子
3.4 本章小结
第4章 生物质焦油热裂解特性与动力学分析
4.1 实验部分
4.1.1 实验原料
4.1.2 实验装置与方法
4.2 焦油热裂解特性
4.2.1 焦油热裂解的碳转换率及碳平衡计算
4.2.2 焦油热裂解特性分析
4.2.3 裂解热效率
4.3 焦油裂解动力学分析
4.3.1 理论基础
4.3.2 焦油裂解反应级数
4.3.3 焦油裂解表观活化能
4.3.4 固定床对比实验
4.4 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读硕士期间主要成果
致谢
学位论文评阅及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物质环模颗粒成型存在的问题及对策分析[J]. 宁廷州,马阿娟,俞洋,陈忠加. 中国农机化学报. 2016(01)
[2]生物质废物热解过程中气相产物的生成及等离子体重整研究[J]. 陶飞,刘丽娜,王激扬,姚鑫华,王强,孙轶斐. 环境工程. 2016(04)
[3]生物质气化中焦油特性及其处理[J]. 高正伟,武震,陈王琦,康天山. 广州化工. 2015(23)
[4]烘焙与HZSM-5催化剂联用改善柏木热解产物品质[J]. 张杨,梅艳阳,杨晴,杨海平,刘捷,陈汉平. 农业工程学报. 2015(23)
[5]基于碳夹点分析的中国能源结构优化研究[J]. 梁琳琳,卢启程. 资源科学. 2015(02)
[6]典型陕北长焰煤热解行为及其动力学实验研究[J]. 李爽,杨斌,冯秀燕,梁闻斌,马志超,马晓迅. 大连理工大学学报. 2013(03)
[7]沙尔湖褐煤和红沙泉不粘煤的热解动力学及热解产物分布[J]. 韩峰,蒙爱红,鲁伟,张衍国,李清海. 清华大学学报(自然科学版). 2013(03)
[8]生物质能流化热裂解技术研究现状[J]. 李三平,王述洋,孙雪,曹有为. 生物质化学工程. 2013(01)
[9]平朔煤和生物质共热解实验研究[J]. 王健,张守玉,郭熙,董爱霞,陈川,熊绍武,房倚天. 燃料化学学报. 2013(01)
[10]煤/生物质恒温混燃的协同特性[J]. 王金星,王春波. 华北电力大学学报(自然科学版). 2012(06)
博士论文
[1]生物质与煤共热解气化行为特性及动力学研究[D]. 孙云娟.中国林业科学研究院 2013
[2]生物质合成气的组分调控技术及深度净化[D]. 孟凡彬.沈阳农业大学 2012
[3]煤、生物质及其混合物的快速热解及过程中氮的迁移[D]. 袁帅.华东理工大学 2012
[4]煤与生物质混合动力学特性及成型燃料固硫特性研究[D]. 黄海珍.吉林大学 2007
[5]生物质热裂解机理试验研究[D]. 谭洪.浙江大学 2005
硕士论文
[1]煤与生物质共气化特性研究[D]. 刘彦国.重庆大学 2013
[2]褐煤提质及其快速热裂解挥发分析出特性的研究[D]. 邹祥波.浙江大学 2013
[3]煤焦等温微分原位反应实验装置的研制[D]. 郭洋洲.哈尔滨工业大学 2012
[4]农作物秸秆资源潜力与开发可持续评价体系研究[D]. 丁美.南京农业大学 2011
[5]微型流化床反应分析仪的应用[D]. 朱剑虹.湘潭大学 2010
[6]户用型生物质气化炉的开发与试验研究[D]. 段玉燕.浙江大学 2008
[7]落下床反应器中煤与生物质共热解研究[D]. 张丽.大连理工大学 2006
本文编号：3110863
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/xnylw/3110863.html
