生物质真空热解及催化转化制备生物油的基础研究

发布时间：2024-04-20 10:20

　　能源是现代社会发展的基础,开发和利用清洁的可再生能源关系着国民经济的可持续发展,而对生物质能进行热解转化利用,可有效缓解我国日趋严峻的能源和环境问题。本文以秸秆生物质为对象,研究了真空热解及催化转化制取燃料油过程中一系列基础问题。首先,在分析生物质基本化学组成的基础上,建立了纤维木质类生物质热解动力学参数的预测模型;然后,在真空热解反应器上进行了生物质热解液化试验,分析并优化了热解液化工艺过程,分析了生物原油的理化特性及组成,揭示了生物原油不稳定性的作用机理;在此基础上,开展了HZSM-5分子筛在线催化裂解生物质热解气的试验,分析并优化了提质工艺过程,对比了生物油提质前后理化特性及组成等变化,探讨了HZSM-5催化提质反应路径;结合现代分析技术探究了在催化过程中HZSM-5的结焦特性和失活机理;对HZSM-5进行了磷和金属负载改性研究,考察了改性HZSM-5的催化选择性和抗结焦性能;最后,搭建了低温等离子体喷射再生结焦失活HZSM-5的试验台架,研究了活性物质在不同温度下对焦炭的分解去除效果,分析了再生过程中的化学反应机理。具体研究工作如下:(1)以纤维素、半纤维素和木质素的模型化合物...

【文章页数】：188 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.1全球气候变化中倾覆点示意图

有一定量的化石燃料可以满足人类社会发展的需要，但石油、煤、天然气等一次能源终将会枯竭。更为重要的是，随着化石能源的不断消耗使用，所导致的CO2过度排放将使全球气候变化呈现高度的不确定性和破坏性，严重威胁着人类社会的发展甚至是人类的繁衍存续，图1.1为全球气候变化中倾覆点示意....

图1.2中国农作物秸秆的主要用途

生物质真空热解及催化转化制备生物油的基础研究能的4倍，其中，农作物秸秆是在可大规模收集根据石元春等的研究测算，我国农作物秸秆的主原料、薪柴和直接焚烧，如图1.2所示[3]。

图1.3生物质转化利用技术Fig.1.3Biomassconversionandutilizationtechnology

用途的情况下，每年约有4亿~5亿吨农作物秸秆可用作生物质原具有化石能源无与伦比的优势，但要实现生物质资源的大规模应用转化成适当的形式。目前，生物质的转化利用技术主要包括物理、学和直接化学转化技术，如图1.3所示。

图1.4生物油重整制氢概念图

图1.4生物油重整制氢概念图Fig.1.4Conceptualdesignofhydrogenproductionfrombio-oil

本文编号：3959271