【摘要】：隨著世界人口的增加和工業(yè)化進程快速發(fā)展,人類對能源需求的迅猛增加與傳統(tǒng)化石能源不斷匱乏之間矛盾日益凸顯,開發(fā)利用新能源和可再生能源顯得尤為迫切。通過對生物質(zhì)熱解液化制取的生物油具有替代化石燃料的潛能,但必須對生物油進行適當?shù)母男蕴豳|(zhì),才能滿足在工業(yè)設(shè)備應用的要求。催化熱解工藝由于設(shè)備簡單,操作條件較為緩和,已受到了廣泛的關(guān)注。 本論文在自行設(shè)計的固定床上進行了稻殼粉熱解制取生物油實驗研究。實驗考查了不同的操作參數(shù)(熱解溫度、氮氣流速、升溫速率、催化劑摻混比率)對熱解三種產(chǎn)物(生物汕、殘?zhí)俊⒉荒詺怏w)分布和產(chǎn)率的影響,結(jié)果表明：熱解溫度和氮氣流速對稻殼粉熱解的產(chǎn)物分布的影響很大,隨著加熱速率的升高,熱解液體產(chǎn)率增加。在恒定的熱解速率25℃/min、熱解溫度550℃、氮氣流速150mL/min時液體產(chǎn)率可達到49.91%。隨著催化劑氧化鋅摻混比率的增加,熱解的液體產(chǎn)物產(chǎn)率降低。通過熱重分析結(jié)果發(fā)現(xiàn),原料脫揮發(fā)分較劇烈的熱解溫度區(qū)間在200～385℃,當溫度達到500℃時,生物質(zhì)中的揮發(fā)分已經(jīng)基本完全析出。 利用先進的測試分析手段對催化熱解前后生成的兩種生物油的理化性能進行了表征。采用紅外分析儀和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀測定了生物油的主要成分組成及相對峰面積,結(jié)果表明生物油中已測出的物質(zhì)主要有酚類及其衍生物、醛類、酮類和長鏈脂肪族化合物。利用旋轉(zhuǎn)流變儀考察研究了催化前后生物油的流變特性,結(jié)果發(fā)現(xiàn)生物油是一種典型的非牛頓型流體,具有顯著的剪切稀化特征。相對于未催化處理的生物油,經(jīng)催化處理后的生物油粘性有明顯的降低。 在熱重-差熱聯(lián)用分析儀上對催化前后兩種生物油開展了燃燒特性測試,采用Coats-Redfern積分法對生物油燃燒的動力學特性進行了研究,獲得了燃燒反應動力學參數(shù)。結(jié)果表明：經(jīng)催化處理后的生物油含有易揮發(fā)的小分子化合物相對于未催化生物油有明顯增加,催化劑的添加提高了生物油中易揮發(fā)性化合物含量；催化后的生物油燃燒反應的活化能小于未催化生物油,催化劑提高了生物油的可燃性,使之基本具備用作液體燃料的潛能。 對熱解固體產(chǎn)物殘?zhí)窟M行了元素分析、工業(yè)分析、SEM和XRD表征,結(jié)果發(fā)現(xiàn)：熱解溫度對焦炭的表面形態(tài)結(jié)構(gòu)有很大的影響,550℃的熱解溫度足以使原料完全熱解,此熱解溫度下的焦炭有較好的孔狀結(jié)構(gòu),由XRD分析可知隨著熱解溫度的升高焦炭表面有硅酸晶體生成。
【學位授予單位】：南京師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TK6

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張洪勛,李林;纖維素類生物質(zhì)熱解技術(shù)研究進展[J];北京聯(lián)合大學學報(自然科學版);2004年01期

2 范志林,張軍,林曉芬,徐益謙;關(guān)于生物質(zhì)基本性質(zhì)分析的問題[J];東南大學學報(自然科學版);2004年03期

3 王輝;姜秀民;劉建國;于立軍;張清宇;;不同升溫速率下水煤漿的熱解特性分析[J];動力工程;2007年02期

4 冀星,郗小林,孔林河,李俊峰,李麗;生物柴油技術(shù)進展與產(chǎn)業(yè)前景[J];中國工程科學;2002年09期

5 王樹榮,駱仲泱,譚洪,洪軍,董良杰,方夢祥,岑可法;生物質(zhì)熱裂解生物油特性的分析研究[J];工程熱物理學報;2004年06期

6 王琦;劉倩;賀博;王樹榮;駱仲泱;岑可法;;流化床生物質(zhì)快速熱解制取生物油試驗研究[J];工程熱物理學報;2008年05期

7 高鵬;顏姝麗;魯厚芳;梁斌;;氧化鋅催化菜籽油制生物柴油[J];工業(yè)催化;2006年11期

8 郭艷,王W，

本文編號：2659985