磁旋滑动弧等离子体裂解生活垃圾气化焦油的实验研究
发布时间：2021-10-31 23:05
气化技术可将城市生活垃圾（MSW）转化为合成气,实现垃圾资源化利用,与传统的填埋、堆肥和焚烧技术相比,具备二次污染小、减容效果显著等优点,被认为是最具潜力的垃圾处理技术。然而,垃圾气化过程会生成焦油,焦油易凝结成黑色粘稠油状物,阻塞下游设备和管路,严重影响气化设备的稳定和安全运行。本文采用新型磁场和气流协同驱动旋转滑动弧等离子体开展了焦油的裂解工作,旨在解决困扰气化技术发展的一大技术难题。本文选取了具有代表性的生物质气化炉生成的焦油样品,采用气相色谱质谱联用仪对其组分进行了检测。焦油样品中检测到46种有机物,主要是苯的衍生物和类苯环结构,文中对这46种焦油组分的含量和化学结构进行了分析。本文选取萘和甲苯作为模拟焦油组分开展了焦油的裂解实验,着重研究了焦油浓度、进气流量、气体预热温度、负载电阻阻值、水蒸气浓度和CO2浓度等实验参数对焦油裂解效果的影响,并对焦油裂解生成的气体产物和液体产物进行了检测和分析。结果表明在相同实验条件下甲苯的降解效率恒高于萘的降解效率,实验得到的最优甲苯降解率为95.8%,最优萘降解率为95.0%;较低焦油浓度、较低进气流量和较小负载电阻阻值有利于焦油的充分裂解...
【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】：131 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２四类焦油占比随温度分布函数（气相停留时间０．３ｓ）??１．２．３焦油的脱除要求??
?ＣＯ??图１．３脉冲电晕放电裂解焦油实验装置图??中试阶段，Ｎａｉｒ［１４１］将反应装置布置到ｌ〇〇ｋＷ生物质气化炉后，实物见图１．４。??当单位气体能量输入密度低于２００Ｊ／Ｌ时，脉冲电晕放电可以将生物质气化焦油??中的重质焦油转化成轻质焦油，此时焦油的总体去除效率并不高，但由于重质焦??油的转化仍然能够有效减缓气化设备焦油结垢；当单位气体能量输入密度高于??２００Ｊ／Ｌ时，更多的能量被用于轻质焦油的裂解，单位气体能量输入密度最高设定??为３３０Ｊ／Ｌ，此时焦油降解效率最高可达４３％。Ｎａｉｒ还尝试在脉冲放电间隙加入直??流偏置源，此时该装置可以起到综合烟气净化功能：在脉冲放电期间产生脉冲放??电等离子体用于焦油去除，在直流偏置电压期间可以实现静电除尘。结果显示加??入直流偏置电压后除尘效率可以达到７２－９５％。总体而言，采用电晕放电去除气??化气中的焦油是可行的
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【参考文献】：
期刊论文
[1]旋转滑动弧氩等离子体裂解甲烷制氢[J]. 张浩,朱凤森,李晓东,吴昂键,薄拯,岑可法. 燃料化学学报. 2016(02)
[2]介质阻挡放电降解废气中萘的实验研究[J]. 吴祖良,谢德援,陆豪,姚水良,高翔. 高校化学工程学报. 2014(06)
[3]辉光放电低温等离子体分解乙醇水溶液制氢[J]. 陶晶亮,熊源泉. 物理化学学报. 2013(01)
[4]生物质氧气气化和水蒸汽气化的能量分析及火用分析[J]. 张亚宁,李炳熙,张波,李洪涛. 华北电力大学学报(自然科学版). 2012(01)
[5]不同金属氧化物对等离子体降解甲苯的作用研究[J]. 廖晓斌,郭玉芳,叶代启. 环境科学学报. 2010(09)
[6]气液两相滑动弧等离子体降解染料废水的研究[J]. 刘亚纳,司岸恒,田辉,严建华. 环境污染与防治. 2010(07)
[7]高压滑动弧放电等离子体降解酸性橙Ⅱ的研究[J]. 刘惠,杜长明,米琼,张路路,王静,李红霞,熊亚,陈雅彬,严晗璐. 沈阳农业大学学报. 2010(02)
[8]固体氧化物电解水制氢系统效率[J]. 刘明义,于波,徐景明. 清华大学学报(自然科学版). 2009(06)
[9]不同气氛下气液两相滑动弧放电降解甲基紫[J]. 严建华,刘亚纳,李晓东,戴尚莉,岑可法. 浙江大学学报(工学版). 2009(05)
[10]单双介质阻挡放电降解苯的对比研究[J]. 史喜成,李静,白书培,韩素玲,宋华,王德生. 环境化学. 2009(02)
博士论文
[1]微波液相放电等离子体特性及应用研究[D]. 王波.大连海事大学 2014
硕士论文
[1]乙醇水蒸气微波等离子体重整制氢实验研究[D]. 李卓.吉林大学 2017
[2]微波液相放电等离子体制氢研究[D]. 刘钦.大连海事大学 2016
[3]滑动弧放电等离子体转化醇醚燃料制氢[D]. 吕一军.天津大学 2012
[4]乙醇辉光放电等离子体电解制氢及动力学模拟[D]. 伍沛亮.华南理工大学 2010
[5]典型城市生活垃圾组分流化床热解气化特性及反应机理研究[D]. 张加权.浙江大学 2005
本文编号：3469033
【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】：131 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２四类焦油占比随温度分布函数（气相停留时间０．３ｓ）??１．２．３焦油的脱除要求??
?ＣＯ??图１．３脉冲电晕放电裂解焦油实验装置图??中试阶段，Ｎａｉｒ［１４１］将反应装置布置到ｌ〇〇ｋＷ生物质气化炉后，实物见图１．４。??当单位气体能量输入密度低于２００Ｊ／Ｌ时，脉冲电晕放电可以将生物质气化焦油??中的重质焦油转化成轻质焦油，此时焦油的总体去除效率并不高，但由于重质焦??油的转化仍然能够有效减缓气化设备焦油结垢；当单位气体能量输入密度高于??２００Ｊ／Ｌ时，更多的能量被用于轻质焦油的裂解，单位气体能量输入密度最高设定??为３３０Ｊ／Ｌ，此时焦油降解效率最高可达４３％。Ｎａｉｒ还尝试在脉冲放电间隙加入直??流偏置源，此时该装置可以起到综合烟气净化功能：在脉冲放电期间产生脉冲放??电等离子体用于焦油去除，在直流偏置电压期间可以实现静电除尘。结果显示加??入直流偏置电压后除尘效率可以达到７２－９５％。总体而言，采用电晕放电去除气??化气中的焦油是可行的
?ＣＱｔ?ＣＯ??图１．３脉冲电晕放电裂解焦油实验装置图??中试阶段，Ｎａｉｒ［１４１］将反应装置布置到ｌ〇〇ｋＷ生物质气化炉后，实物见图１．４。??当单位气体能量输入密度低于２００Ｊ／Ｌ时，脉冲电晕放电可以将生物质气化焦油??中的重质焦油转化成轻质焦油，此时焦油的总体去除效率并不高，但由于重质焦??油的转化仍然能够有效减缓气化设备焦油结垢；当单位气体能量输入密度高于??２００Ｊ／Ｌ时，更多的能量被用于轻质焦油的裂解，单位气体能量输入密度最高设定??为３３０Ｊ／Ｌ，此时焦油降解效率最高可达４３％。Ｎａｉｒ还尝试在脉冲放电间隙加入直??流偏置源，此时该装置可以起到综合烟气净化功能：在脉冲放电期间产生脉冲放??电等离子体用于焦油去除，在直流偏置电压期间可以实现静电除尘。结果显示加??入直流偏置电压后除尘效率可以达到７２－９５％。总体而言
【参考文献】：
期刊论文
[1]旋转滑动弧氩等离子体裂解甲烷制氢[J]. 张浩,朱凤森,李晓东,吴昂键,薄拯,岑可法. 燃料化学学报. 2016(02)
[2]介质阻挡放电降解废气中萘的实验研究[J]. 吴祖良,谢德援,陆豪,姚水良,高翔. 高校化学工程学报. 2014(06)
[3]辉光放电低温等离子体分解乙醇水溶液制氢[J]. 陶晶亮,熊源泉. 物理化学学报. 2013(01)
[4]生物质氧气气化和水蒸汽气化的能量分析及火用分析[J]. 张亚宁,李炳熙,张波,李洪涛. 华北电力大学学报(自然科学版). 2012(01)
[5]不同金属氧化物对等离子体降解甲苯的作用研究[J]. 廖晓斌,郭玉芳,叶代启. 环境科学学报. 2010(09)
[6]气液两相滑动弧等离子体降解染料废水的研究[J]. 刘亚纳,司岸恒,田辉,严建华. 环境污染与防治. 2010(07)
[7]高压滑动弧放电等离子体降解酸性橙Ⅱ的研究[J]. 刘惠,杜长明,米琼,张路路,王静,李红霞,熊亚,陈雅彬,严晗璐. 沈阳农业大学学报. 2010(02)
[8]固体氧化物电解水制氢系统效率[J]. 刘明义,于波,徐景明. 清华大学学报(自然科学版). 2009(06)
[9]不同气氛下气液两相滑动弧放电降解甲基紫[J]. 严建华,刘亚纳,李晓东,戴尚莉,岑可法. 浙江大学学报(工学版). 2009(05)
[10]单双介质阻挡放电降解苯的对比研究[J]. 史喜成,李静,白书培,韩素玲,宋华,王德生. 环境化学. 2009(02)
博士论文
[1]微波液相放电等离子体特性及应用研究[D]. 王波.大连海事大学 2014
硕士论文
[1]乙醇水蒸气微波等离子体重整制氢实验研究[D]. 李卓.吉林大学 2017
[2]微波液相放电等离子体制氢研究[D]. 刘钦.大连海事大学 2016
[3]滑动弧放电等离子体转化醇醚燃料制氢[D]. 吕一军.天津大学 2012
[4]乙醇辉光放电等离子体电解制氢及动力学模拟[D]. 伍沛亮.华南理工大学 2010
[5]典型城市生活垃圾组分流化床热解气化特性及反应机理研究[D]. 张加权.浙江大学 2005
本文编号：3469033
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