基于锌铁改性HZSM-5的桉木催化热解特性研究
发布时间：2021-05-09 23:29
生物质是丰富的可再生碳源,具有替代化石能源的潜力,其高效利用对保护全球环境、实现能源多元化、提高能源安全具有重大意义。生物质热解技术可获得生物油,其经过加氢精炼等过程可转化为生产汽油、柴油、航空煤油的原料,从而实现对原油的部分替代。由于生物油含氧量高、含水量大、酸性高、热值低等问题,催化热解成为当前提高生物油品质、高值化利用的关键技术之一。本文对生物质催化热解的催化剂进行了创新改性。采用锌和铁两种金属负载,以不同的比例和负载量改性一种沸石分子筛催化剂（HZSM-5）,并通过热重分析和快速热解-色谱质谱联用分析技术（PY-GC/MS）实验研究改性HZSM-5催化剂对热裂解过程以及生物油品质的影响。通过表征实验发现,金属负载导致改性HZSM-5催化剂的比表面积、孔容积较原HZSM-5分别有小幅度下降（5.7%-29.3%、0.8%-25.2%）,平均孔径则在原HZSM-5基础上略有增加（2.2%-18.6%）。改性HZSM-5分子筛的结构没有在湿法浸渍中被破坏,金属氧化物分散良好。酸量随着金属负载的引入而不同程度地下降。多工况热重实验表明,桉木热解大致可分为脱水烘烤、快速脱挥发分和连续轻微...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.1.1 能源重要地位
1.1.2 能源转型必要性
1.2 生物质能利用现状
1.2.1 生物质能概况与特点
1.2.2 国外生物质利用现状
1.2.3 国内生物质能利用现状
1.3 快速热解生物质制油
1.3.1 快速热解技术
1.3.2 催化热解技术
1.4 国内外分子筛催化热解研究现状
1.5 课题的提出
1.6 主要研究内容
第二章 实验方案与装置介绍
2.1 实验物料与处理
2.2 催化剂
2.3 实验设备介绍
2.3.1 热裂解仪
2.3.2 气相色谱-质谱联用仪
2.3.3 热同步分析仪
2.4 实验方法
2.4.1 热裂解-气相色谱/质谱联用系统实验方法(PY-GC/MS)
2.4.2 热重系统实验方法
2.5 实验数据的处理方法
2.5.1 热重实验的数据处理方法
2.5.2 热裂实验的数据处理方法
2.6 本章小结
第三章 改性HZSM-5 催化剂的特性分析
3.1 引言
3.2 实验方法
3.2.1 氮气物理吸附
3.2.2 扫描电子显微镜
3.2.3 X射线衍射
3.2.4 程序升温化学吸附
3.3 双金属改性分子筛的特性分析
3.3.1 氮气物理吸附结果分析
3.3.2 扫描电镜结果分析
3.3.3 X射线衍射结果分析
3.3.4 固态酸性特征分析
3.4 本章小结
第四章 桉木热解在改性HZSM-5 下的热重分析
4.1 引言
4.2 实验方法
4.2.1 热重实验方法
4.3 桉木催化热解特性热重分析(TGA)
4.3.1 桉木热解特性热重分析
4.3.2 桉木催化热解特性热重分析
4.4 本章小结
第五章 桉木在改性HZSM-5 下的热解产物分析
5.1 引言
5.2 实验方法
5.2.1 快速热解实验方法
5.3 PY-GC/MS桉木催化热解产物分析
5.3.1 温度对桉木热解产物分布的影响
5.3.2 停留时间对产物的影响
5.3.3 催化剂种类对热解产物的影响
5.3.4 生物质与催化剂比例对热解产物的影响
5.3.5 典型催化剂的焦化特性
5.4 本章小结
全文总结与展望
全文总结
创新点
研究工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]木质素类生物质催化热解制备精细化学品研究进展[J]. 陈宇,纪红兵. 化工进展. 2019(01)
[2]燃料乙醇的发展现状分析及前景展望[J]. 曹运齐,刘云云,胡南江,胡晓玮,张瑶,赵于,吴蔼民. 生物技术通报. 2019(04)
[3]农村地区沼气发电前景探究[J]. 王红杰. 河北农业. 2018(12)
[4]全面开启巴黎协定实施新征程[J]. 丁瑶瑶. 环境经济. 2018(23)
[5]生物质发电的未来展望[J]. 李佩聪. 能源. 2018(Z1)
[6]与美国、巴西相比,我国燃料乙醇规模仍偏小[J]. 舟丹. 中外能源. 2018(11)
[7]生物质燃料致密成型方式的发展现状与展望[J]. 白阳,闫文刚,刘志刚. 林业机械与木工设备. 2018(09)
[8]生物质选择性催化热解制备芳香烃的研究进展[J]. 王体朋,张润禾,彭立,郭浩强,陆强,董长青. 生物质化学工程. 2018(04)
[9]生物质能利用技术与政策研究综述[J]. 袁惊柱,朱彤. 中国能源. 2018(06)
[10]解读德国生物质能的长期前景和角色[J]. Nora Szarka,Marcus Eichhorn,Ronny Kittler,Alberto Bezama,Daniela Thran,程静思. 中国沼气. 2018(03)
硕士论文
[1]纤维素和半纤维素热解机理及其产物调控途径的研究[D]. 梁嘉晋.华南理工大学 2016
[2]基于py-gc/ms及原位红外纤维素热解机理研究[D]. 郭振戈.华南理工大学 2016
本文编号：3178225
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.1.1 能源重要地位
1.1.2 能源转型必要性
1.2 生物质能利用现状
1.2.1 生物质能概况与特点
1.2.2 国外生物质利用现状
1.2.3 国内生物质能利用现状
1.3 快速热解生物质制油
1.3.1 快速热解技术
1.3.2 催化热解技术
1.4 国内外分子筛催化热解研究现状
1.5 课题的提出
1.6 主要研究内容
第二章 实验方案与装置介绍
2.1 实验物料与处理
2.2 催化剂
2.3 实验设备介绍
2.3.1 热裂解仪
2.3.2 气相色谱-质谱联用仪
2.3.3 热同步分析仪
2.4 实验方法
2.4.1 热裂解-气相色谱/质谱联用系统实验方法(PY-GC/MS)
2.4.2 热重系统实验方法
2.5 实验数据的处理方法
2.5.1 热重实验的数据处理方法
2.5.2 热裂实验的数据处理方法
2.6 本章小结
第三章 改性HZSM-5 催化剂的特性分析
3.1 引言
3.2 实验方法
3.2.1 氮气物理吸附
3.2.2 扫描电子显微镜
3.2.3 X射线衍射
3.2.4 程序升温化学吸附
3.3 双金属改性分子筛的特性分析
3.3.1 氮气物理吸附结果分析
3.3.2 扫描电镜结果分析
3.3.3 X射线衍射结果分析
3.3.4 固态酸性特征分析
3.4 本章小结
第四章 桉木热解在改性HZSM-5 下的热重分析
4.1 引言
4.2 实验方法
4.2.1 热重实验方法
4.3 桉木催化热解特性热重分析(TGA)
4.3.1 桉木热解特性热重分析
4.3.2 桉木催化热解特性热重分析
4.4 本章小结
第五章 桉木在改性HZSM-5 下的热解产物分析
5.1 引言
5.2 实验方法
5.2.1 快速热解实验方法
5.3 PY-GC/MS桉木催化热解产物分析
5.3.1 温度对桉木热解产物分布的影响
5.3.2 停留时间对产物的影响
5.3.3 催化剂种类对热解产物的影响
5.3.4 生物质与催化剂比例对热解产物的影响
5.3.5 典型催化剂的焦化特性
5.4 本章小结
全文总结与展望
全文总结
创新点
研究工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]木质素类生物质催化热解制备精细化学品研究进展[J]. 陈宇,纪红兵. 化工进展. 2019(01)
[2]燃料乙醇的发展现状分析及前景展望[J]. 曹运齐,刘云云,胡南江,胡晓玮,张瑶,赵于,吴蔼民. 生物技术通报. 2019(04)
[3]农村地区沼气发电前景探究[J]. 王红杰. 河北农业. 2018(12)
[4]全面开启巴黎协定实施新征程[J]. 丁瑶瑶. 环境经济. 2018(23)
[5]生物质发电的未来展望[J]. 李佩聪. 能源. 2018(Z1)
[6]与美国、巴西相比,我国燃料乙醇规模仍偏小[J]. 舟丹. 中外能源. 2018(11)
[7]生物质燃料致密成型方式的发展现状与展望[J]. 白阳,闫文刚,刘志刚. 林业机械与木工设备. 2018(09)
[8]生物质选择性催化热解制备芳香烃的研究进展[J]. 王体朋,张润禾,彭立,郭浩强,陆强,董长青. 生物质化学工程. 2018(04)
[9]生物质能利用技术与政策研究综述[J]. 袁惊柱,朱彤. 中国能源. 2018(06)
[10]解读德国生物质能的长期前景和角色[J]. Nora Szarka,Marcus Eichhorn,Ronny Kittler,Alberto Bezama,Daniela Thran,程静思. 中国沼气. 2018(03)
硕士论文
[1]纤维素和半纤维素热解机理及其产物调控途径的研究[D]. 梁嘉晋.华南理工大学 2016
[2]基于py-gc/ms及原位红外纤维素热解机理研究[D]. 郭振戈.华南理工大学 2016
本文编号：3178225
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