催化剂对生物质分级气化过程的热解影响研究

发布时间：2021-04-19 00:45

　　生物质具有储量丰富、环境友好与可再生等特点,其开发利用对于缓解能源危机、减缓环境污染具有重要意义。生物质分级气化制氢是生物质热化学转化制氢的技术途径之一,分级气化热解阶段三相产物的组成对后续气化、重整获得的气化产物成分、气化效率具有重要影响。本文对分级气化的生物质热解过程开展研究,探讨催化剂、反应气氛、生物质种类对热解产物分布、焦油产量及成分的影响,为提高生物质分级气化制取富氢气体提供理论参考。首先,采用浸渍法制备了以Al2O3在为载体的镍基、钾基、铜基三种单金属催化剂,比较三种单金属催化剂的作用后,通过分步浸渍法制备了钾修饰的铜基催化剂,并利用XRD、BET等技术对其进行了表征分析。生物质灰的XRF分析显示,麦秆的无机元素总量明显高于木屑,其中木屑中的K、Cl、Si元素含量显著低于麦秆,而木屑中Ca元素高于麦秆。其次,以麦秆为热解原料,在横向管式炉上进行氮气气氛下生物质的催化热解实验,比较了麦秆原样热解与添加A1203热解的差异,并研究镍基、钾基、铜基三种单金属催化剂对麦秆热解三相产物分布、热解气体组分与焦油组成的影响。结果显示:添加Al2O3后麦秆热解的固体、液体与气体产率与麦秆原... 

【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 生物质气化制氢技术
        1.2.2 生物质热解
            1.2.2.1 生物质热解过程
            1.2.2.2 生物质热解的影响因素
        1.2.3 生物质热解催化剂研究
            1.2.3.1 天然矿石类催化剂
            1.2.3.2 碱金属与碱土金属类催化剂
            1.2.3.3 过渡金属类催化剂
        1.2.4 生物质焦油转化
    1.3 研究目的与研究内容
    1.4 本章小结
第二章 生物质热解实验系统及分析方法
    2.1 催化剂的制备与表征
        2.1.1 催化剂的制备
        2.1.2 催化剂的表征
            2.1.2.1 XRD
            2.1.2.2 BET
    2.2 实验原料
    2.3 实验装置与流程
    2.4 焦油的取样与分析
        2.4.1 焦油取样方法
        2.4.2 焦油分析方法
        2.4.3 焦油成分的分类
        2.4.4 焦油成分的定量方法
    2.5 数据处理
    2.6 本章小结
第三章 不同单金属催化剂对生物质热解的影响研究
    3.1 引言
    3.2 热解实验
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 实验方案
    3.3 实验结果与分析
        3.3.1 单金属催化剂对热解三相产物分布的影响
        3.3.2 单金属催化剂对热解气体组分的影响
        3.3.3 单金属催化剂对热解焦油组分的影响
    3.4 本章小结
第四章 铜基及复合铜基催化剂对生物质热解的影响研究
    4.1 引言
    4.2 热解实验
        4.2.1 实验材料
        4.2.2 实验方案
    4.3 氮气气氛下生物质催化热解结果与讨论
        4.3.1 热解三相产物分布
        4.3.2 热解气体组分分布
        4.3.3 热解焦油成分分析
    4.4 氮气-水蒸气气氛下生物质催化热解结果与讨论
        4.4.1 热解三相产物分布
        4.4.2 热解气体组分分布
        4.4.3 热解焦油成分分析
    4.5 生物质热解焦油的定量分析
    4.6 本章小结
第五章 全文总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 展望
参考文献
附录 焦油典型成分的外标标准曲线
致谢
攻读硕士期间的学术成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]KNO3/Al2O3的制备及其对催化合成假紫罗兰酮的影响[J]. 顾胜华,李湘洲,杨艳红,张盛伟.  中南林业科技大学学报. 2015(05)
[2]生物质高温气流床分级气化特性[J]. 陈超,周劲松,项阳阳,顾珊,骆仲泱.  浙江大学学报(工学版). 2015(04)
[3]生物质能作为新能源的应用现状分析[J]. 杨艳华,汤庆飞,张立,郑仕鸿.  重庆科技学院学报(自然科学版). 2015(01)
[4]不同气氛对生物质热解的影响[J]. 辛星,程晓磊,樊腾飞,孙振丽,田文栋,肖云汉.  太阳能学报. 2014(04)
[5]生物质气化焦油处理技术的最新研究进展[J]. 刘玉环,朱普琪,王允圃,阮榕生,温平威,万益琴.  现代化工. 2013(11)
[6]裂解温度对生物质热解焦油成分的影响[J]. 典平鸽,张乐观,江程程.  可再生能源. 2012(05)
[7]生物质气化与催化剂的研究进展[J]. 肖志良,左宋林.  生物质化学工程. 2012(01)
[8]松木屑水蒸气催化气化制氢及其大物料量气化动力学研究[J]. 王荣静,李爱民,高宁博,全翠.  太阳能学报. 2009(09)
[9]甲醇蒸气重整制氢反应机理研究进展[J]. 汤颖,邓强,路勇,何鸣元.  天然气化工（C1化学与化工）. 2009(04)
[10]生物质催化气化制取富氢气体实验研究[J]. 谢玉荣,肖军,沈来宏,卢海勇,高杨.  太阳能学报. 2008(07)

博士论文
[1]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]负载型固体碱多相催化油脂酯—酯交换反应的研究[D]. 陈静.河南工业大学 2014
[2]典型生物质热解气化气体释放及焦油析出特性研究[D]. 黄丹.华中科技大学 2011
[3]木屑旋风分级气化及气化焦特性研究[D]. 周皓.哈尔滨工业大学 2011
[4]生物质催化热解特性研究[D]. 方曹明.上海交通大学 2010
[5]碱金属/碱土金属对生物质热解特性影响的实验研究[D]. 李志远.华中科技大学 2008



本文编号：3146490