NTP协同HZSM-5在线催化裂解提质生物油试验及机理研究

发布时间：2021-07-02 18:15

　　生物质是一种储量大、来源广且价格低的可再生能源,具有替代化石燃料的巨大潜力。生物质热解液化是生物质能利用的主要技术之一,但其产物生物油因氧含量高、热值低、腐蚀性强等特性难以直接应用,需要对其进行提质。由于催化裂解的反应条件温和以及成本低,因此被广泛用于生物油提质,但该项技术的催化剂在作用过程中易产生结焦失活,造成精制生物油品质降低,需要进一步深入研究。本文针对生物油催化裂解提质过程中存在的技术问题,提出了低温等离子体（Non-thermal Plasma,NTP）协同分子筛催化剂在线催化裂解提质生物油的解决方案。为此,设计了基于介质阻挡放电（Dielectric Barrier Discharge,DBD）工作原理的NTP辅助催化裂解反应器,研究了体系压力、催化剂床层高度、放电区温度和催化剂粒径等参数对反应器工作性能的影响。在此基础上,以油菜秸秆为热解原料,开展了NTP协同HZSM-5分子筛在线催化裂解提质生物油的试验及理论研究,探讨了NTP协同HZSM-5催化裂解提质生物油时,精制生物油的热值、含氧量和油相产率随催化剂温度、催化剂床层高度、反应器放电功率等参数的变化规律,并分析了NT... 

【文章来源】：江苏大学江苏省

【文章页数】：64 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 生物质能转化技术
        1.2.1 成型直接燃烧技术
        1.2.2 热解气化技术
        1.2.3 热解液化技术
    1.3 生物油提质技术
        1.3.1 催化加氢
        1.3.2 催化酯化
        1.3.3 催化重整制氢
        1.3.4 催化裂解
    1.4 催化裂解提质生物油研究现状
        1.4.1 模型化合物提质研究
        1.4.2 生物油提质研究
    1.5 NTP协同催化技术概述
    1.6 本文研究内容及意义
第二章 NTP辅助催化裂解反应器设计与工作特性研究
    2.1 NTP辅助催化裂解反应器设计
        2.1.1 NTP简介
        2.1.2 NTP辅助催化裂解反应器结构设计
        2.1.3 NTP辅助催化裂解反应器结构参数
    2.2 NTP辅助催化裂解反应器性能研究
        2.2.1 试验材料及系统
        2.2.2 试验方法
        2.2.3 试验结果与讨论
            2.2.3.1 体系压力对反应器性能的影响
            2.2.3.2 催化剂床层高度对反应器性能的影响
            2.2.3.3 放电区温度对反应器性能的影响
            2.2.3.4 催化剂粒径对反应器性能的影响
    2.3 本章小结
第三章 NTP协同HZSM-5 在线催化裂解提质生物油试验研究
    3.1 试验材料及系统
        3.1.1 生物质原料的选择与预处理
        3.1.2 催化剂
        3.1.3 试验系统
    3.2 试验方法
    3.3 试验结果分析与讨论
        3.3.1 工艺参数对NTP协同HZSM-5 提质生物油的影响
            3.3.1.1 催化剂温度的影响
            3.3.1.3 放电功率的影响
        3.3.2NTP协同催化对精制生物油品质和催化剂抗结焦性能的影响
        3.3.3 NTP协同HZSM-5 提质工艺参数优化
            3.3.3.1 NTP协同HZSM-5 提质工艺参数响应面法优化分析
            3.3.3.2 参数优化与试验验证
    3.4 本章小结
第四章 NTP协同催化裂解提质生物油机理分析与研究
    4.1 试验方法
        4.1.1 生物油组分含量检测
        4.1.2 催化剂热重分析
    4.2 试验结果
        4.2.1 精制生物油组分含量分析
        4.2.2 NTP协同HZSM-5 催化裂解提质生物油机理探讨
        4.2.3 NTP协同催化对HZSM-5 分子筛抗结焦性能影响机理
    4.3 本章小结
第五章总结与展望
    5.1 论文总结
    5.2 工作展望
参考文献
参加的科研项目
致谢
在学期间发表的学术论文及其科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]Zn-P复合改性HZSM-5在线催化热解获取生物油的研究[J]. 李小华,陈磊,樊永胜,焦丽华,刘莎,蔡忆昔.  燃料化学学报. 2015(05)
[2]吡喃木糖和O-乙酰基吡喃木糖热解形成羟基乙醛的机理研究[J]. 田慧云,胡斌,张阳,陆强,董长青,杨勇平.  燃料化学学报. 2015(02)
[3]生物油蒸汽催化重整制氢研究进展[J]. 孔海平,周慧珍,雒廷亮.  河南化工. 2014(12)
[4]HZSM-5在线提质生物油及催化剂失活机理分析[J]. 尹海云,李小华,张蓉仙,樊永胜,俞宁,蔡忆昔.  燃料化学学报. 2014(09)
[5]HZSM-5分子筛催化热裂解油菜秸秆制取精制生物油[J]. 俞宁,蔡忆昔,李小华,樊永胜,尹海云,张蓉仙.  农业工程学报. 2014(15)
[6]油菜秸秆真空热解蒸气在线催化提质研究[J]. 樊永胜,蔡忆昔,李小华,俞宁,尹海云.  农业机械学报. 2014(12)
[7]改进型生物质上吸式固定床气化炉的应用与效益分析[J]. 陆长清,王世芬,刘光华.  江西科学. 2014(02)
[8]下吸式生物质固定床气化炉研究进展[J]. 马中青,张齐生,周建斌,章一蒙.  南京林业大学学报(自然科学版). 2013(05)
[9]真空热解松木粉制备生物油[J]. 徐莹,王铁军,马隆龙,张琦,陈冠益.  农业工程学报. 2013(01)
[10]低温等离子体协同催化降解VOCs的研究进展[J]. 刘云,刘红霞,李秀丽.  环境科学与技术. 2012(S1)

硕士论文
[1]同轴线管介质阻挡放电实验与数值模拟研究[D]. 崔志永.河南理工大学 2012



本文编号：3260973