半焦载Fe-Ni催化剂的制备及其对生物质催化热解的机理研究

发布时间：2022-07-29 19:10

　　生物质的高效利用一直是广大科研工作者所关注的科学问题。生物质热解气化的主要目的以生产高品质的燃气为主,然而在热解气化过程中,焦油和半焦的产生是不可避免的。焦油的产生一方面会对气化系统造成严重的影响及环境污染问题；另一方面焦油还含有一部分的能量,不加以充分的利用将会导致生物质热解气化效率的降低。而生物质半焦作为一种具有发达孔结构的物质,不仅是一种良好的吸附材料,同时还是一种良好的催化剂载体,具有经济环保性。本文采用松木锯末作为热解原料,松木锯末半焦作为催化剂载体制备半焦基载Fe-Ni催化剂,对生物质催化热解过程中的工艺条件如：催化反应温度、金属物质负载量、气相停留时间等对气体产物特性、气体成分的影响展开了相关研究,同时还考察了催化剂的稳定性。利用表征手段（BET、 XRD、 SEM、 XPS）对催化剂在催化热解反应前后进行了具体的分析,更进一步的解释半焦基催化剂对生物质催化热解的机理；另外还考察了不同催化剂对焦油化学组分的影响。围绕以上内容,本文研究工作如下：（1）选用木材加工厂的松木锯末作为热解原料,以课题组中试基地用松木锯末气化反应产生的半焦作为催化剂载体,通过对这两种物质进行元素分... 

【文章页数】：157 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 能源与环境
    1.2 生物质能利用现状概述
    1.3 生物质热解技术的应用与瓶颈
    1.4 热解气化过程中催化剂的研究现状
    1.5 本文研究意义与内容
2 实验原料及特性分析
    2.1 原料来源
    2.2 生物质原料及半焦的特性分析
    2.3 生物质原料的热分解特性及其动力学研究
    2.4 本章小结
3 半焦载Fe-Ni催化剂的制备与表征
    3.1 引言
    3.2 实验部分
    3.3 实验结果与分析
    3.4 本章小结
4 半焦载Fe-Ni催化剂对生物质催化热解的实验研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
    4.3 实验结果与分析
    4.4 本章小结
5 基于半焦载Fe-Ni催化剂对焦油的催化热解机理分析
    5.1 引言
    5.2 实验部分
    5.3 实验结果与分析
    5.4 本章小结
6 全文总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 创新点
    6.3 工作展望
致谢
参考文献
附录Ⅰ 不同催化剂条件下焦油的主要成分及相对含量
附录Ⅱ 攻读博士学位期间发表的主要论文及参与项目


【参考文献】：
期刊论文
[1]Fe-Ni/TiO2纳米管阵列电极的制备、表征及光电催化还原五氯酚活性[J]. 谭敬,李新勇,Moses Tade,刘少敏.  高等学校化学学报. 2012(12)
[2]二硝基甲苯低压加氢Ni-La-B非晶态合金催化剂的制备及结构表征[J]. 闫少伟,范辉,梁川,李忠,于智慧.  催化学报. 2012(08)
[3]燃料乙醇生产用生物原料的土地使用、能耗、环境影响和水耗分析[J]. 孔德柱,王玉春,孙健,袁晓凡,王晓东,肖杰,赵兵.  过程工程学报. 2011(03)
[4]CH4-CO2的高温半焦重整反应实验[J]. 王芳,归柯庭.  东南大学学报(自然科学版). 2008(01)
[5]纤维素热裂解过程动力学的试验分析研究[J]. 廖艳芬,王树荣,骆仲泱,周劲松,余春江,岑可法.  浙江大学学报(工学版). 2002(02)

博士论文
[1]城市生活垃圾原位水蒸气催化气化制备富氢燃气[D]. 王晶博.华中科技大学 2013
[2]生物质催化热解和气化的应用基础研究[D]. 李建芬.华中科技大学 2007
[3]生物污泥热解资源化技术研究[D]. 李海英.天津大学 2006
[4]油棕废弃物热解的实验及机理研究[D]. 杨海平.华中科技大学 2005
[5]生物质热裂解机理试验研究[D]. 谭洪.浙江大学 2005

硕士论文
[1]热解温度对生物质焦油裂解率影响的实验研究[D]. 贺鹏.哈尔滨工业大学 2010
[2]凹凸棒石催化裂解生物质焦油[D]. 周凯华.合肥工业大学 2009
[3]生物质在落下床中热解和气化制富氢气体[D]. 朱慧.大连理工大学 2005



本文编号：3667020