La改性MCM-41联合HZSM-5在线催化提质生物油的研究

发布时间：2021-06-09 03:27

　　生物质能是一种可以转化为液体燃料从而实现替代化石燃料的可再生能源。生物质快速热解液化技术因其转化效率高、易操作等优点,广泛应用于生物质热解领域。但通过快速热解液化技术制得的生物原油品质较差,无法直接用作发动机的燃料,因此,需要对生物原油进行进一步的提质。而常用的方法是采用沸石类分子筛催化剂对生物质热解气进行催化裂解。因此,本文选取常见的农作废弃物油菜秸秆作为生物质原料,以金属La改性的MCM-41和HZSM-5分子筛为催化剂,在固定床热解反应器上开展改性联合催化提质热解气的研究。具体内容如下:（1）通过浸渍法制备不同负载浓度的La改性MCM-41分子筛,并利用改性后La/MCM-41分子筛开展真空热解催化提质热解气的研究。通过X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和吡啶红外等分析测试技术对改性前后的MCM-41分子筛进行表征,探究La离子的引入对生物油有机相性质和组分的影响,并对使用了120 min后的四种失活催化剂进行热重分析。结果表明,经La改性后的MCM-41表现出良好的结构有序性,且La/MCM-41的B酸和L酸的含量增多;La/MCM-41分子筛能有效地改善生物油的理化性质,pH值和... 

【文章来源】：江苏大学江苏省

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

本文的技术路线

压力为 7.0kPa，催化床层高度为 27mm[55]。因此，试验采用相同的反应条件对生物质行催化热解。试验所用油菜秸秆真空热解及在线催化系统的示意图和现场图如图 2.1 和图 2.2 所。由图 2.1 可以看出，该系统主要由热解装置、催化装置、温控装置、过滤装置、氮气、冷阱以及真空泵等组成[56]。将热解装置和催化装置分别连接到温控装置上，通过温装置，可以实时监测温度的变化。在热解装置和催化装置之间、催化装置和上方连接路之间放置石棉隔热垫片以确保系统的气密性，同时，将 100 目的不锈钢丝网分别置过滤装置中，用以过滤出热解气中小颗粒固体杂质[57]。称取 150 g 的油菜秸秆，将油秸秆均匀地放置在热解反应器内，同时，称取 30g 催化剂，将催化剂放置于 200 目的锈钢丝网的吊篮中。试验开始前，将冷阱温度控制在-20℃左右，通过控制真空泵上的止阀，将试验系统内部压力降至 5.0kPa，而试验结束后，需要关闭真空泵，并向系统通入 N2以避免热解产物和催化剂接触空气而发生反应。

图 2.2 油菜秸秆真空热解及在线催化提质系统试验现场2 Experimental layout of vacuum pyrolysis and catalytic upgrading，先将催化反应装置以 20.0℃/min 的升温速率加热至 5温速率加热热解装置，当热解终温达到 500 ℃时保温 速裂解生成初级热解蒸汽，随后进入催化装置，在催化二次热解蒸汽，在冷却系统中冷却后（冷却液为乙二醇时，得到的液体产物即为催化提质后的生物油。集与处理装置充分冷却后，取下收集试管并进行称重。收集试管象，如图 2.3 所示。由图 2.3 可见，液相产物中上层为油有小部分的杂质。用微孔过滤器（0.45μm）去除杂质后产物进行萃取分离，将萃取后的液体放置于 40 ℃恒温氯甲烷后最终剩余液体即为生物油的有机相产物。将直


本文编号：3219822