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试述生物生物质催化热解制取生物油与其性能实验查抄袭率

收藏本文 2024-02-16 点赞:13409 浏览:50639 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:随着世界人口的增加和工业化进程快速进展,人类对能源需求的迅猛增加与传统化石能源不断匮乏之间矛盾日益凸显,开发利用新能源和可再生能源显得尤为迫切。通过对生物质热解液化制取的生物油具有替代化石燃料的潜能,但必须对生物油进行适当的改性提质,才能满足在工业设备运用的要求。催化热解工艺由于设备简单,操作条件较为缓和,已受到了广泛的关注。本论文在自行设计的固定床上进行了稻壳粉热解制取生物油实验探讨。实验考查了不同的操作参数(热解温度、氮气流速、升温速率、催化剂掺混比率)对热解三种产物(生物汕、残炭、不凝性气体)分布和产率的影响,结果表明:热解温度和氮气流速对稻壳粉热解的产物分布的影响很大,随着加热速率的升高,热解液体产率增加。在恒定的热解速率25℃/min、热解温度550℃、氮气流速150mL/min时液体产率可达到49.91%。随着催化剂氧化锌掺混比率的增加,热解的液体产物产率降低。通过热重浅析结果发现,原料脱挥发分较剧烈的热解温度区间在200~385℃,当温度达到500℃时,生物质中的挥发分已经基本完全析出。利用先进的测试浅析手段对催化热解前后生成的两种生物油的理化性能进行了表征。采取红外浅析仪和气相色谱-质谱联用仪测定了生物油的主要成分组成及相对峰面积,结果表明生物油中已测出的物质主要有酚类及其衍生物、醛类、酮类和长链脂肪族化合物。利用旋转流变仪考察探讨了催化前后生物油的流变特性,结果发现生物油是一种典型的非牛顿型流体,具有显著的剪切稀化特点。相对于未催化处理的生物油,经催化处理后的生物油粘性有显著的降低。在热重-差热联用浅析仪上对催化前后两种生物油开展了燃烧特性测试,采取Coats-Redfern积分法对生物油燃烧的动力学特性进行了探讨,获得了燃烧反应动力学参数。结果表明:经催化处理后的生物油含有易挥发的小分子化合物相对于未催化生物油有显著增加,催化剂的添加提升了生物油中易挥发性化合物含量;催化后的生物油燃烧反应的活化能小于未催化生物油,催化剂提升了生物油的可燃性,使之基本具备用作液体燃料的潜能。对热解固体产物残炭进行了元素浅析、工业浅析、SEM和XRD表征,结果发现:热解温度对焦炭的表面形态结构有很大的影响,550℃的热解温度足以使原料完全热解,此热解温度下的焦炭有较好的孔状结构,由XRD浅析可知随着热解温度的升高焦炭表面有硅酸晶体生成。关键词:生物质论文催化热解论文氧化锌论文生物油论文流变特性论文

    摘要4-5

    Abstract5-10

    第1章 绪论10-20

    1.1 引言10

    1.2 生物质的概念、种类和特点10-12

    1.2.1 生物质的概念10

    1.2.2 生物质的种类和特点10-12

    1.3 开发利用生物质能源的作用12

    1.3.1 缓解能源、环境危机12

    1.3.2 经济作用12

    1.4 我国对生物质能源开发利用的近况12-15

    1.4.1 生物质可转换的技术产品12

    1.4.2 直接燃烧12-13

    1.4.3 生物化学转化13

    1.4.4 热化学转化技术13-15

    1.5 我国生物质能利用技术的近况15-16

    1.6 生物汕改性调质的探讨近况16-18

    1.6.1 催化裂解16-17

    1.6.2 催化加氢17

    1.6.3 催化酯化17-18

    1.6.4 和柴油乳化18

    1.7 本课题的探讨目的和主要探讨内容18-20

    1.7.1 探讨目的18-19

    1.7.2 探讨内容19-20

    第2章 固定床催化热解制取生物油实验探讨20-27

    2.1 生物质固定床催化热解实验系统和策略20-21

    2.1.1 固定床热解实验系统20-21

    2.1.2 生物质热解实验策略与步骤21

    2.1.3 生物油的收集21

    2.3 生物质原料和催化剂21-23

    2.3.1 生物质原料的来源与预处理22

    2.3.2 原料的工业浅析和元素浅析22

    2.3.3 催化剂22-23

    2.4 生物质的热解历程23

    2.5 热解操作参数对热解产物分布及产率的影响23-26

    2.5.1 热解温度对产物分布及产率的影响23-24

    2.5.2 氮气流速对热解产物分布及产率的影响24-25

    2.5.3 升温速率对热解产物分布及产率的影响25

    2.5.4 催化剂掺混比率对热解产物分布及产率的影响25-26

    2.6 本章小结26-27

    第3章 催化前后生物油的组分和理化特性浅析27-44

    3.1 引言27

    3.2 生物油的理化特性27-30

    3.2.1 水分28

    3.2.2 热值28-29

    3.2.3 酸性29

    3.2.4 固体不溶物29

    3.2.5 元素浅析29-30

    3.3 生物油化学组分浅析30-38

    3.3.1 FT-IR浅析30-32

    3.3.1.1 FT-IR浅析原理30-31

    3.3.1.2 实验仪器介绍31

    3.3.1.3 FT-IR浅析结果31-32

    3.3.2 GC-MS联用浅析32-38

    3.3.2.1 GC-MS策略介绍32

    3.3.2.2 GC-MS浅析原理32-33

    3.3.2.3 实验仪器和浅析策略33-34

    3.3.2.4 GC-MS实验结果34-38

    3.4 生物油的流变特性38-43

    3.4.1 流变性介绍38-39

    3.4.2 催化前后生物油的流变性39-41

    3.4.3 含水量对生物油流变性的影响41-42

    3.4.4 未催化生物油的黏弹性42-43

    3.5 本章小结43-44

    第4章 生物油燃烧历程的动力学特性探讨44-57

    4.1 热重-差热综合浅析(TG/DTA)实验条件与实验策略44-45

    4.2 催化前后生物油燃烧历程的动力学浅析45-55

    4.2.1 动力学模型的建立45-46

    4.2.2 利用Coats-Redfem法计算动力学参数46-55

    4.3 生物油燃烧特性浅析55-56

    4.4 本章小结56-57

    第5章 生物质热解剩余残炭的特性浅析57-63

    5.1 引言57

    5.2 生物质热解残炭的工业浅析和元素浅析57

    5.3 生物质热解残炭的扫描电镜(SEM)浅析57-61

    5.3.1 扫描电镜介绍57-60

    5.3.2 SEM的浅析结果60-61

    5.4 生物质热解残炭的X射线衍射浅析(XRD)61-62

    5.4.1 X射线衍射仪介绍61

    5.4.2 不同温度下残炭的XRD浅析61-62

    5.5 本章小结62-63

    第6章 总结与展望63-65

    6.1 结论63

    6.2 展望63-65

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