芦竹催化热解制备生物油的实验研究

发布时间：2021-05-19 04:16

　　作为一种重要的能源草植物,芦竹具有分布范围广、产量大、生态适应性强等优点,但是目前将芦竹作为热解原料并对所得油品进行改质的研究较少。本文在实验室自主设计和搭建的两段式固定床反应器上进行了芦竹的直接热解实验和催化热解实验,探讨了热解参数对热解产物的影响,以及催化剂对生物油提质效果。芦竹的直接热解实验结果表明:热解终温是影响热解产物分布的重要因素,随着温度的升高,液体产物的产率呈现先增大后减小的变化,500℃时产率最大,达到49.53 wt%。除此之外,载气速率和颗粒粒径对液体的产率也有一定的影响。综合实验结果得出,热解终温为500℃,载气速率为300 m L/min,颗粒粒径为0.18⁰.5 mm时,液体产物的产率最大。此外,热解终温对气体的组成和残炭的组成有着重要的影响。随着热解温度的升高,残炭的热值逐渐增大,热解终温为600℃时达到24.71 MJ/kg。本文针对直接热解所得生物油品质较低的问题,选用HZSM-5作为催化剂,在最佳反应条件下进行了芦竹的催化热解实验,探讨了催化剂的硅铝比、催化温度和催化剂床层高度对生物油组分的影响。结果表明:综合考虑催化剂的成本,... 

【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 生物质能概述
        1.2.1 生物质能的概念和种类
        1.2.2 生物质能的特点
        1.2.3 生物质能的利用方式
    1.3 热解技术
        1.3.1 生物质热解热解技术的分类
        1.3.2 生物质热解参数的影响
        1.3.3 热解反应器
    1.4 生物质催化热解研究进展
        1.4.1 催化剂的加入方式
        1.4.2 催化剂的类型
    1.5 本文的研究对象-芦竹
        1.5.1 芦竹的特点
        1.5.2 芦竹的研究进展
    1.6 本课题的研究内容和方法路线
        1.6.1 本文的研究内容
        1.6.2 本文的研究方法与路线
    1.7 本章小结
第二章 芦竹直接热解的实验研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料
        2.2.2 实验装置及实验步骤
    2.3 实验结果与分析
        2.3.1 热解温度对热解产物的影响
        2.3.2 载气速率对产物产率的影响
        2.3.3 颗粒粒径对热解产物的影响
    2.4 热解温度对残炭特性的影响
        2.4.1 残炭的工业分析和元素分析
        2.4.2 残炭的电镜分析
    2.5 液体理化性质分析
    2.6 本章小结
第三章 两段式固定床上芦竹催化热解的实验研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 催化剂
        3.2.2 催化剂表征
        3.2.3 实验装置及实验步骤
    3.3 实验结果与分析
        3.3.1 不同硅铝比催化剂的影响
        3.3.2 催化剂床层高度的影响
        3.3.3 催化温度的影响
    3.4 催化前后油相理化性质对比
    3.5 本章小结
第四章 改性催化剂催化热解芦竹的研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 催化剂
        4.2.2 实验装置及步骤
        4.2.3 实验设计
    4.3 实验结果与分析
        4.3.1 Mo/M-HZSM-5(M=Cu, Fe, Zn)对热解产物的影响
        4.3.2 不同Zn负载量催化剂对热解产物的影响
    4.4 油相理化性质分析
    4.5 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 研究结论
    5.2 研究展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]生物质成型燃料技术特点及经济效益分析[J]. 冉毅,李谦,彭德全,王超,汤晓玉,罗惜民.  安徽农业科学. 2015(27)
[2]生活垃圾催化热解液体产物特性[J]. 贾晋炜,刘璐,杨凤生,惠贺龙,付兴民,韦云钊,李俊卫,付晓恒,舒新前.  环境工程学报. 2015(01)
[3]不同Si/Al的氢型分子筛催化热解对生物油特性的影响[J]. 李攀,王贤华,邵敬爱,杨海平,陈汉平.  农业工程学报. 2014(20)
[4]生物质气化技术发展分析[J]. 吴创之,刘华财,阴秀丽.  燃料化学学报. 2013(07)
[5]生物质快速热解制油试验及流程模拟[J]. 王超,陈冠益,兰维娟,马文超.  化工学报. 2014(02)
[6]生物质能利用技术的发展概况[J]. 张丽萍.  山东化工. 2013(04)
[7]基于光合作用的生物能源——从基础研究到应用[J]. 杨春虹,常文瑞.  生物物理学报. 2011(12)
[8]流化床藻类生物质快速热裂解试验[J]. 王娜,陈冠益,李俊飞,颜蓓蓓.  农业工程学报. 2011(S1)
[9]生物质成型燃料技术及应用前景[J]. 刘国华.  应用能源技术. 2011(01)
[10]国外生物质快速热解反应器现状[J]. 林木森.  化学工业与工程技术. 2010(05)



本文编号：3195099