本文關(guān)鍵詞：生物質(zhì)炭中不同金屬元素對生物質(zhì)氣固同步轉(zhuǎn)化的催化作用研究

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【摘要】：基于生物質(zhì)一體化制氫工藝過程中的熱解氣和生物質(zhì)炭的氣固同步氣化過程,本文主要研究生物質(zhì)炭中不同金屬元素(K、Ca、Mg、Fe、Zn和A1)對生物質(zhì)炭催化反應(yīng)性能的影響。在固定床反應(yīng)器中研究生物質(zhì)炭對生物質(zhì)熱解氣模擬物催化轉(zhuǎn)化的影響。研究表明生物質(zhì)炭的存在使熱解氣的碳轉(zhuǎn)化率從68.46%增加到86.88%,潛在氫氣產(chǎn)率從42.16%增加到82.76%。生物質(zhì)炭不同金屬元素的催化活性順序為KCaMgFeZnAl, AAEM(K、Ca和Mg)元素主導(dǎo)催化反應(yīng),且K元素催化效果最為明顯。同時溫度和水油比的增加利于碳轉(zhuǎn)化率和潛在氫氣產(chǎn)率的增加。研究了不同金屬元素對生物質(zhì)炭自催化氣化反應(yīng)的影響。不同金屬元素促進生物質(zhì)炭的自催化活性順序為KCaMgZnFeAl,并且AAEM和Fe促進水汽變換反應(yīng),Al抑制水汽變換反應(yīng)。溫度和水蒸氣流量的增加都利于生物質(zhì)炭自催化氣化反應(yīng)的進行。當反應(yīng)溫度為900℃和水蒸氣流量為20g/h條件下,生物質(zhì)炭氣化反應(yīng)在40 min時碳轉(zhuǎn)化率達到90%,而去礦生物質(zhì)炭則需要115 min。研究不同金屬元素對生物質(zhì)炭和生物質(zhì)熱解氣(生物油)同步催化轉(zhuǎn)化過程的影響。生物質(zhì)炭中金屬元素的存在使生物質(zhì)炭和生物油同步轉(zhuǎn)化的潛在氫氣(H2+CO)產(chǎn)量從45.70 mmol/g bio-oil增加到82.19 mmol/g bio-oil,并將焦油產(chǎn)量從24.88 mg/g bio-oil降到13.84 mg/g bio-oil。不同金屬元素同步轉(zhuǎn)化生物質(zhì)炭和生物油的效率分別為KCaMgFeZnAl,且K的添加使?jié)撛跉錃猱a(chǎn)量為143.50 mmol/g bio-oil,焦油產(chǎn)量為4.96 mg/g bio-oil。添加的AAEM(K、Ca和Mg)和添加的Ni具有同樣的催化轉(zhuǎn)化生物油效果。AAEM具有很好的促進水汽變換反應(yīng)和甲烷重整反應(yīng)能力,并且有助于消除團聚炭黑。Al能夠降低生物質(zhì)炭催化重整生物油活性,造成團聚炭黑的形成,不利于催化反應(yīng)。900℃高溫條件下,萘是反應(yīng)焦油中主要成分,并具有強烈的熱穩(wěn)定性。Fe容易因結(jié)焦和燒結(jié)失活。
【關(guān)鍵詞】：生物質(zhì)炭 氣固同步氣化 催化劑 生物油
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ116.2;O643.36
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 選題背景和意義9-11
• 第二章 文獻綜述11-25
• 2.1 生物質(zhì)11
• 2.2 生物質(zhì)氣化制取氫氣11-18
• 2.2.1 氣化爐類型的影響12
• 2.2.2 氣化劑的影響12-13
• 2.2.3 生物質(zhì)原料的影響13-14
• 2.2.4 生物質(zhì)顆粒大小的影響14
• 2.2.5 床層材料的影響14-16
• 2.2.6 溫度的影響16-17
• 2.2.7 水質(zhì)比的影響17-18
• 2.3 生物油重整制取氫氣18-23
• 2.3.1 生物油的產(chǎn)生和性能18-19
• 2.3.2 生物油蒸汽重整催化劑19-23
• 2.3.2.1 鎳基催化劑19-20
• 2.3.2.2 貴金屬催化劑20-21
• 2.3.2.3 非鎳基過渡金屬催化劑21
• 2.3.2.4 炭基催化劑21-23
• 2.4 本課題研究主要內(nèi)容23-25
• 第三章 生物質(zhì)炭中不同金屬元素對生物質(zhì)熱解氣催化轉(zhuǎn)化影響25-40
• 3.1 引言25-26
• 3.2 實驗內(nèi)容26-32
• 3.2.1 實驗裝置與步驟26-27
• 3.2.2 生物質(zhì)炭的制備27-28
• 3.2.3 分析測試28-31
• 3.2.4 數(shù)據(jù)分析31-32
• 3.3 結(jié)果與討論32-39
• 3.3.1 不同固體基質(zhì)下熱解氣催化轉(zhuǎn)化行為32-33
• 3.3.2 生物質(zhì)炭中不同金屬元素的催化活性研究33-35
• 3.3.3 反應(yīng)溫度對熱解氣催化轉(zhuǎn)化的影響35-37
• 3.3.4 水氣比對熱解氣催化轉(zhuǎn)化的影響37-39
• 3.4 小結(jié)39-40
• 第四章 生物質(zhì)炭的自催化研究40-54
• 4.1 引言40
• 4.2 實驗部分40-41
• 4.2.1 實驗裝置與步驟40
• 4.2.2 生物質(zhì)炭的制備40
• 4.2.3 分析測試40-41
• 4.2.4 數(shù)據(jù)分析41
• 4.3 結(jié)果與討論41-53
• 4.3.1 生物質(zhì)炭中金屬元素對生物質(zhì)炭氣化的影響41-45
• 4.3.2 不同金屬元素對生物質(zhì)炭氣化反應(yīng)的影響45-48
• 4.3.3 溫度對氣化反應(yīng)的影響48-51
• 4.3.4 水蒸汽流量對生物質(zhì)炭氣化反應(yīng)的影響51-53
• 4.4 小結(jié)53-54
• 第五章 生物質(zhì)炭同步催化轉(zhuǎn)化生物油54-69
• 5.1 引言54
• 5.2 實驗內(nèi)容54-56
• 5.2.1 實驗原料和催化劑54
• 5.2.2 實驗裝置與步驟54-55
• 5.2.3 分析測試55
• 5.2.4 數(shù)據(jù)處理55-56
• 5.3 結(jié)果與討論56-68
• 5.3.1 生物油成分分析56-58
• 5.3.2 不同固體基質(zhì)催化重整生物油58-63
• 5.3.3 不同金屬元素浸漬的生物質(zhì)炭催化重整生物油63-68
• 5.4 小結(jié)68-69
• 第六章 結(jié)論69-70
• 參考文獻70-80
• 致謝80-81
• 在校期間發(fā)表的論文81

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 楊景標;蔡寧生;李振山;;幾種金屬催化褐煤焦水蒸氣氣化的實驗研究[J];中國電機工程學(xué)報;2007年26期

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本文編號：843080