生物油提质改性制备高品位液体燃料的研究
发布时间：2021-08-13 21:06
与加氢脱氧和催化裂化等方法相比,以稳定易燃含氧有机物为提质目标的生物油（生物质快速热裂解得到的生物油）超临界提质技术具有低H2消耗量、高液体产率等优点。然而,生物油超临界提质仍存在着反应机理不清晰、乙醇消耗量过大等问题。针对这些问题,本文首先对生物油超临界提质改性中的化学反应机理进行了研究,基于对化学反应机理的认识,对生物油超临界提质进行了优化。并进一步提出了生物油分级提质技术路线,在大幅降低乙醇消耗量的同时也实现了产物品质的进一步提升。首先以糠醛、乙酸和愈创木酚为生物油模型化合物,研究了它们在超临界乙醇中的反应,根据产物的GC-MS结果推测了它们的反应路径,并且分析了反应条件、催化剂对反应的影响,同时也探索了生物油典型分子之间的相互影响。基于模型化合物的研究结果,为降低乙醇消耗量,提出了加氢—超临界两步提质路线,并与超临界一步提质进行了对比。结果表明,两种提质方法对生物油均具有较好的提质效果,两步提质的乙醇消耗量低于一步提质的乙醇消耗量。分析了不同催化剂对超临界提质的影响。在活性炭负载贵金属催化剂作用下,经超临界提质后生物油中理想产物相对含量从58.89%上升至80%左右,生物油热值...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：192 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１世界一次能源消耗量（按能源种类分）Ｗ??就我国而言，随着我国经济社会的快速发展，我国能源总消耗量在世界能源??Ｉ??
目前采用循环流化床热裂解的单位主要有：加拿大的Ｅｎ巧ｎ、Ｒｅｎｆｒｅｗｔ４３ｌ，??希腊的ＣＲＥＳ、意大利的ＥＮＥＬＷ、芬兰的ＶＴＴ等Ｍ。在国内，浙江太学在１９９９??年建立了处理量为３?ｋｇ／ｈ的循环流化床快速热裂解装置，如图１－７所示ｔ４５ｌ。此外，??在国内，还有中国科技大学等也建立了生物质循环流化床热解系统。??ＣＤ?货?ＩＩ—〇＝Ｉ?ｆ￣〇—Ｊ??ｆｌ?＾＝１?ｄｌｌｌｌｌｌｌｌ?Ｉ＞１＾１?ｒＪｊ－，?＊１３?？－??：．．．ｔ．巧矿…自筆＂巧??？＇?＼?／?Ｗｆｗｃｒ??ｉ?；?ｒ?＾?與、Ｉ??■－－、?Ｉ?ｐ｜?＾箱?＾??，＇?ｉ?－．．．．．?Ｐ＊＂???［ｌ２）?Ｃ．Ｊ１，＂：??广、：ｆｉ?巧?＼卢??｜｜?＼?／????ＮＷｉ，巧ｃｎ＂ｒＧ?制??ｊ?Ｉ?ｎｊｏＲＫＩＭ??ｍｓＢｉ?（过貼?ｆｌｏｗ??ｙ?」Ｉ??ｖｏｈｔ化??、斯??Ｂｋｗｆｌ??１?Ｎｉｔｒｏｇｅｎ?ｂｏｔｔｌｅ?２，１４?Ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ?ｆｌｏｗｍｅ化ｒ?３，４?Ｆｌｏｗｃｎｅｔｅｒ?５?Ｍｏｎｉｔｏｒ?６?Ｈｏｐｐｅｒ?７?Ｆｅｅｄｅｒ??８?Ｎｉｔｒｏｇｅｎ?ｐｒｅ－ｈｅａｔｅｒ?９?Ｃｙｃｌｏｎｅ?１０?Ｃｈａｒ?ｃｏｌｌａｔｏｒ?１１?Ｑｕｅｎｃｈｅｒ?１２?Ｂｉｏ－ｏｉｌ?Ｃｏｌｌｅｃｉｏｒ?１３?Ｆｉｌｔｅｒ??图１－?７浙江大学循环流化床生物质快速热裂解装置［？］??１．３．３．３旋转锥反应器??旋转锥反应器是一种新型的生物质快速热裂解反应器，由荷兰的Ｔｗｅｎｔｅ大??学发明
着旋转锥的转动，砂子与生物质原料沿着維壁呈螺旋状上升在上升过程中，??砂子将热量传递给生物质原料，使其迅速升温并裂解，热解＾离开旋转维后立即??进行泽冷而获得生物油。当生物质达到锥顶时生物质裂解结宋成为炭粒，巧子和??炭粒旋离锥壁后进入燃烧器反应底部，通过载＾送入燃烧反应器进行燃烧，燃烧??产生的热量用于再次加热砂子，砂子被加热后被再次送入旋转锥反应器进入下一??个循环１４８１。??旋转锥反应器不需要使用流化载气，系统运行能耗较低，装置结构比较紧凑，??但是由于系统具有常处于高温高粉尘环境下的运动部件，对反应器材料和轴承的??耐磨性、耐热性、密封性等有相当高的要求＾２１。此外，由于旋转锥反应器中Ｗ??砂子作为热载体，巧子剧烈的螺旋运动将会对旋转維壁面造成严重的磨损Ｗ２１。??目前，ＢＴＧ在马来西亚建立一台处理容量为５０ｔ／ｄ的旋转锥热裂解反应器，液体??产率能达到６０％—７０％Ｐ５１。??Ｃｈａｒ??
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物油酸酮类模化物与乙醇在HZSM-5上共裂化制备生物汽油[J]. 王树荣,蔡勤杰,王相宇,张力,王誉蓉,骆仲泱. 催化学报. 2014(05)
[2]生物油中乙酸和乙醇共裂化获取汽油产物的研究(英文)[J]. 王树荣,王誉蓉,蔡勤杰,郭祚刚. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2014(01)
[3]生物油溶剂萃取以及萃取-柱层析分离法的研究进展[J]. 戴佳佳,仲兆平,宋敏. 能源研究与利用. 2009(05)
[4]生物质热解油品位催化提升的思考和初步进展[J]. 郑小明,楼辉. 催化学报. 2009(08)
[5]我国生物质能开发利用现状及对策建议[J]. 马志强,谢磊,朱永跃. 生产力研究. 2009(14)
[6]可再生能源中长期发展规划[J]. 可再生能源. 2007(05)
[7]生物质能[J]. 马立强. 科学大众.中学生. 2006(Z1)
[8]生物质能研究现状及展望[J]. 周中仁,吴文良. 农业工程学报. 2005(12)
[9]快速热解生物油柱层析分离与分析[J]. 李世光,徐绍平,路庆花,刘淑琴. 太阳能学报. 2005(04)
[10]杏核热解生物油萃取-柱层析分离分析和制备工艺[J]. 徐绍平,刘娟,李世光,刘淑琴,路庆花. 大连理工大学学报. 2005(04)
博士论文
[1]生物质高温气流床气化合成气制备及优化研究[D]. 陈青.浙江大学 2012
[2]生物质选择性热裂解机理研究[D]. 郭秀娟.浙江大学 2011
[3]生物质选择性热解液化的研究[D]. 陆强.中国科学技术大学 2010
[4]含锆中孔分子筛的合成、表征及其硫酸促进型超强酸性能的研究[D]. 李福祥.太原理工大学 2007
硕士论文
[1]生物质应用于压块燃料及快速热解的研究[D]. 辛星.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2012
本文编号：3341137
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：192 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１世界一次能源消耗量（按能源种类分）Ｗ??就我国而言，随着我国经济社会的快速发展，我国能源总消耗量在世界能源??Ｉ??
目前采用循环流化床热裂解的单位主要有：加拿大的Ｅｎ巧ｎ、Ｒｅｎｆｒｅｗｔ４３ｌ，??希腊的ＣＲＥＳ、意大利的ＥＮＥＬＷ、芬兰的ＶＴＴ等Ｍ。在国内，浙江太学在１９９９??年建立了处理量为３?ｋｇ／ｈ的循环流化床快速热裂解装置，如图１－７所示ｔ４５ｌ。此外，??在国内，还有中国科技大学等也建立了生物质循环流化床热解系统。??ＣＤ?货?ＩＩ—〇＝Ｉ?ｆ￣〇—Ｊ??ｆｌ?＾＝１?ｄｌｌｌｌｌｌｌｌ?Ｉ＞１＾１?ｒＪｊ－，?＊１３?？－??：．．．ｔ．巧矿…自筆＂巧??？＇?＼?／?Ｗｆｗｃｒ??ｉ?；?ｒ?＾?與、Ｉ??■－－、?Ｉ?ｐ｜?＾箱?＾??，＇?ｉ?－．．．．．?Ｐ＊＂???［ｌ２）?Ｃ．Ｊ１，＂：??广、：ｆｉ?巧?＼卢??｜｜?＼?／????ＮＷｉ，巧ｃｎ＂ｒＧ?制??ｊ?Ｉ?ｎｊｏＲＫＩＭ??ｍｓＢｉ?（过貼?ｆｌｏｗ??ｙ?」Ｉ??ｖｏｈｔ化??、斯??Ｂｋｗｆｌ??１?Ｎｉｔｒｏｇｅｎ?ｂｏｔｔｌｅ?２，１４?Ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ?ｆｌｏｗｍｅ化ｒ?３，４?Ｆｌｏｗｃｎｅｔｅｒ?５?Ｍｏｎｉｔｏｒ?６?Ｈｏｐｐｅｒ?７?Ｆｅｅｄｅｒ??８?Ｎｉｔｒｏｇｅｎ?ｐｒｅ－ｈｅａｔｅｒ?９?Ｃｙｃｌｏｎｅ?１０?Ｃｈａｒ?ｃｏｌｌａｔｏｒ?１１?Ｑｕｅｎｃｈｅｒ?１２?Ｂｉｏ－ｏｉｌ?Ｃｏｌｌｅｃｉｏｒ?１３?Ｆｉｌｔｅｒ??图１－?７浙江大学循环流化床生物质快速热裂解装置［？］??１．３．３．３旋转锥反应器??旋转锥反应器是一种新型的生物质快速热裂解反应器，由荷兰的Ｔｗｅｎｔｅ大??学发明
着旋转锥的转动，砂子与生物质原料沿着維壁呈螺旋状上升在上升过程中，??砂子将热量传递给生物质原料，使其迅速升温并裂解，热解＾离开旋转维后立即??进行泽冷而获得生物油。当生物质达到锥顶时生物质裂解结宋成为炭粒，巧子和??炭粒旋离锥壁后进入燃烧器反应底部，通过载＾送入燃烧反应器进行燃烧，燃烧??产生的热量用于再次加热砂子，砂子被加热后被再次送入旋转锥反应器进入下一??个循环１４８１。??旋转锥反应器不需要使用流化载气，系统运行能耗较低，装置结构比较紧凑，??但是由于系统具有常处于高温高粉尘环境下的运动部件，对反应器材料和轴承的??耐磨性、耐热性、密封性等有相当高的要求＾２１。此外，由于旋转锥反应器中Ｗ??砂子作为热载体，巧子剧烈的螺旋运动将会对旋转維壁面造成严重的磨损Ｗ２１。??目前，ＢＴＧ在马来西亚建立一台处理容量为５０ｔ／ｄ的旋转锥热裂解反应器，液体??产率能达到６０％—７０％Ｐ５１。??Ｃｈａｒ??
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物油酸酮类模化物与乙醇在HZSM-5上共裂化制备生物汽油[J]. 王树荣,蔡勤杰,王相宇,张力,王誉蓉,骆仲泱. 催化学报. 2014(05)
[2]生物油中乙酸和乙醇共裂化获取汽油产物的研究(英文)[J]. 王树荣,王誉蓉,蔡勤杰,郭祚刚. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2014(01)
[3]生物油溶剂萃取以及萃取-柱层析分离法的研究进展[J]. 戴佳佳,仲兆平,宋敏. 能源研究与利用. 2009(05)
[4]生物质热解油品位催化提升的思考和初步进展[J]. 郑小明,楼辉. 催化学报. 2009(08)
[5]我国生物质能开发利用现状及对策建议[J]. 马志强,谢磊,朱永跃. 生产力研究. 2009(14)
[6]可再生能源中长期发展规划[J]. 可再生能源. 2007(05)
[7]生物质能[J]. 马立强. 科学大众.中学生. 2006(Z1)
[8]生物质能研究现状及展望[J]. 周中仁,吴文良. 农业工程学报. 2005(12)
[9]快速热解生物油柱层析分离与分析[J]. 李世光,徐绍平,路庆花,刘淑琴. 太阳能学报. 2005(04)
[10]杏核热解生物油萃取-柱层析分离分析和制备工艺[J]. 徐绍平,刘娟,李世光,刘淑琴,路庆花. 大连理工大学学报. 2005(04)
博士论文
[1]生物质高温气流床气化合成气制备及优化研究[D]. 陈青.浙江大学 2012
[2]生物质选择性热裂解机理研究[D]. 郭秀娟.浙江大学 2011
[3]生物质选择性热解液化的研究[D]. 陆强.中国科学技术大学 2010
[4]含锆中孔分子筛的合成、表征及其硫酸促进型超强酸性能的研究[D]. 李福祥.太原理工大学 2007
硕士论文
[1]生物质应用于压块燃料及快速热解的研究[D]. 辛星.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2012
本文编号：3341137
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