典型热解焦炭对热解气中焦油模化物的催化裂解研究
发布时间：2021-10-22 18:40
热解气化技术为生物质废弃物的无害化处理提供了广阔的前景,但是却由于副产物焦油的危害性限制了此技术的广泛利用。国内外许多研究学者都致力于焦油脱除方法的研究,其中催化裂解法被认为是最具有潜力的方法。而催化剂的选择影响着催化反应能否高效进行,焦炭作为生物质废弃物热解气化后的产物之一,因其低廉的价格,丰富的孔隙结构和本身含有能够贡献催化活性位点的碱及碱土金属（AAEM）,而成为了一种颇具潜力的催化剂。本文选择了三种来源广泛,价格低廉的物料:木屑、煤粉、污泥颗粒,对其在不同热解温度下的理化特性,在不同工况下的催化性能以及通过添加镍、铁和镍铁二元合金制成改性后的负载型催化剂的催化能力进行了深入研究,致力于为研制价廉高活性的焦炭催化剂提供数据支持。通过工业分析、元素分析、灰分分析、孔及比表面积测定、傅里叶红外变换、扫描电镜和电子能谱耦合对不同热解温度下的焦炭的理化特性进行了分析。煤含有最高的固定碳,污泥含有最高的灰分,木屑含有最高的挥发份,这就造成了炭产率的差异。木屑、煤、污泥在不同热解温度下产生的焦炭均拥有比较连续且完整的孔系统,从很小的微孔至大孔。其中木焦和煤焦的吸附回线类似,处于过渡阶段,这两...
【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】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 我国生物质废弃物资源及利用
1.2 焦油的特性及危害
1.3 焦油的去除方法
1.4 催化剂的选择
1.5 炭及炭基催化剂对焦油催化裂解的研究现状
1.5.1 焦炭催化剂对焦油的催化裂解
1.5.2 炭基催化剂对焦油的催化裂解
1.6 本文研究的意义及内容
1.6.1 本文研究的目的及意义
1.6.2 本文研究内容
第2章 实验系统及方法
2.1 实验设备及仪器
2.2 实验设计以及分析方法
2.3 实验材料的选取
2.4 样品分析及催化剂表征方法
2.4.1 工业分析、元素分析和灰分测定
2.4.2 比表面积和孔结构测定
2.4.3 傅里叶变换红外光谱仪
2.4.4 扫描电子显微镜和电子能谱仪
2.4.5 TEM透射电镜
第3章 热解焦炭的制备与理化特性的表征
3.1 引言
3.2 焦炭的制备
3.2.1 制备方法
3.2.2 热解温度对炭产率的影响
3.3 热解焦炭理化特性的表征
3.3.1 热解温度对焦炭孔隙结构及比表面积的影响
3.3.2 热解温度对焦炭表面结构及表面元素分布的影响
3.4 本章小结
第4章 热解焦炭对甲苯的催化裂解
4.1 引言
4.2 实验
4.3 实验结果分析
4.3.1 甲苯裂解率
4.3.2 甲苯裂解的气体产物
4.3.3 不同焦炭理化特性对催化活性的影响
4.4 本章小结
第5章 焦炭负载镍/铁对甲苯的催化裂解
5.1 引言
5.2 实验部分
5.3 实验结果分析
5.3.1 不同负载型催化剂对甲苯的催化裂解率
5.3.2 气体产物
5.3.3 不同负载型催化剂表面特征分析
5.4 本章小结
第6章 全文总结与展望
6.1 全文总结
6.2 本文主要创新点
6.3 工作展望
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物质热解焦油脱除方法研究进展[J]. 吴悠,赵立欣,孟海波,丛宏斌,姚宗路,侯书林. 化工环保. 2016(01)
[2]生物质热解气分级冷凝对生物油特性的影响[J]. 隋海清,李攀,王贤华,邹俊,李相鹏,陈汉平. 化工学报. 2015(10)
[3]木焦油及其馏分有机成分分析[J]. 隋海清,王贤华,邵敬爱,李允超,邹俊,杨海平. 太阳能学报. 2014(11)
[4]焦炭对焦油模型化合物的催化裂解实验研究[J]. 米铁,唐宁路,吴正舜,刘晓燕,孙婷婷. 太阳能学报. 2013(01)
[5]活性炭孔径分布测定与计算中的一些问题研究 对几种孔径分布计算模型的分析比较[J]. 黄英,金彦任,黄振兴. 离子交换与吸附. 2012(02)
[6]生物质焦油处理方法的国内研究现状及发展[J]. 杨玉琼,梁杰,宣俊. 化工进展. 2011(S1)
[7]助剂对镍基催化剂催化裂解生物质气化焦油性能的影响[J]. 刘海波,陈天虎,张先龙,李金虎,常冬寅,宋磊. 催化学报. 2010(04)
[8]畜禽粪便资源化处理技术在农业环境污染防治中的应用[J]. 陈鹏举,向忠菊. 家畜生态学报. 2010(02)
[9]生物质焦对甲苯的催化裂解实验研究[J]. 彭军霞,赵增立,王小玲,李海滨. 煤炭转化. 2009(04)
[10]生物质气化发电燃气焦油脱除方法的探讨[J]. 韩璞,李大中,刘晓伟. 可再生能源. 2008(01)
博士论文
[1]城市污水污泥热解试验与模型研究[D]. 邵敬爱.华中科技大学 2008
硕士论文
[1]生物质热解焦炭理化特性的研究[D]. 冯冬冬.哈尔滨工业大学 2014
[2]杉木屑热解气相产物的金属/炭催化裂解的研究[D]. 肖志良.南京林业大学 2012
本文编号：3451656
【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】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 我国生物质废弃物资源及利用
1.2 焦油的特性及危害
1.3 焦油的去除方法
1.4 催化剂的选择
1.5 炭及炭基催化剂对焦油催化裂解的研究现状
1.5.1 焦炭催化剂对焦油的催化裂解
1.5.2 炭基催化剂对焦油的催化裂解
1.6 本文研究的意义及内容
1.6.1 本文研究的目的及意义
1.6.2 本文研究内容
第2章 实验系统及方法
2.1 实验设备及仪器
2.2 实验设计以及分析方法
2.3 实验材料的选取
2.4 样品分析及催化剂表征方法
2.4.1 工业分析、元素分析和灰分测定
2.4.2 比表面积和孔结构测定
2.4.3 傅里叶变换红外光谱仪
2.4.4 扫描电子显微镜和电子能谱仪
2.4.5 TEM透射电镜
第3章 热解焦炭的制备与理化特性的表征
3.1 引言
3.2 焦炭的制备
3.2.1 制备方法
3.2.2 热解温度对炭产率的影响
3.3 热解焦炭理化特性的表征
3.3.1 热解温度对焦炭孔隙结构及比表面积的影响
3.3.2 热解温度对焦炭表面结构及表面元素分布的影响
3.4 本章小结
第4章 热解焦炭对甲苯的催化裂解
4.1 引言
4.2 实验
4.3 实验结果分析
4.3.1 甲苯裂解率
4.3.2 甲苯裂解的气体产物
4.3.3 不同焦炭理化特性对催化活性的影响
4.4 本章小结
第5章 焦炭负载镍/铁对甲苯的催化裂解
5.1 引言
5.2 实验部分
5.3 实验结果分析
5.3.1 不同负载型催化剂对甲苯的催化裂解率
5.3.2 气体产物
5.3.3 不同负载型催化剂表面特征分析
5.4 本章小结
第6章 全文总结与展望
6.1 全文总结
6.2 本文主要创新点
6.3 工作展望
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物质热解焦油脱除方法研究进展[J]. 吴悠,赵立欣,孟海波,丛宏斌,姚宗路,侯书林. 化工环保. 2016(01)
[2]生物质热解气分级冷凝对生物油特性的影响[J]. 隋海清,李攀,王贤华,邹俊,李相鹏,陈汉平. 化工学报. 2015(10)
[3]木焦油及其馏分有机成分分析[J]. 隋海清,王贤华,邵敬爱,李允超,邹俊,杨海平. 太阳能学报. 2014(11)
[4]焦炭对焦油模型化合物的催化裂解实验研究[J]. 米铁,唐宁路,吴正舜,刘晓燕,孙婷婷. 太阳能学报. 2013(01)
[5]活性炭孔径分布测定与计算中的一些问题研究 对几种孔径分布计算模型的分析比较[J]. 黄英,金彦任,黄振兴. 离子交换与吸附. 2012(02)
[6]生物质焦油处理方法的国内研究现状及发展[J]. 杨玉琼,梁杰,宣俊. 化工进展. 2011(S1)
[7]助剂对镍基催化剂催化裂解生物质气化焦油性能的影响[J]. 刘海波,陈天虎,张先龙,李金虎,常冬寅,宋磊. 催化学报. 2010(04)
[8]畜禽粪便资源化处理技术在农业环境污染防治中的应用[J]. 陈鹏举,向忠菊. 家畜生态学报. 2010(02)
[9]生物质焦对甲苯的催化裂解实验研究[J]. 彭军霞,赵增立,王小玲,李海滨. 煤炭转化. 2009(04)
[10]生物质气化发电燃气焦油脱除方法的探讨[J]. 韩璞,李大中,刘晓伟. 可再生能源. 2008(01)
博士论文
[1]城市污水污泥热解试验与模型研究[D]. 邵敬爱.华中科技大学 2008
硕士论文
[1]生物质热解焦炭理化特性的研究[D]. 冯冬冬.哈尔滨工业大学 2014
[2]杉木屑热解气相产物的金属/炭催化裂解的研究[D]. 肖志良.南京林业大学 2012
本文编号：3451656
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