生物质催化裂解制可燃气的研究

论文摘要

随着人类对能源的需求越来越大和化石燃料的日益减少,寻找可持续利用的新能源成为当前一项紧迫任务。生物质能作为一种可再生能源,已受到世界各国的重视,研究和开发利用生物质已经成为世界各国的一项重要任务。生物质热裂解是一种具有前景的生物质能转化技术。本文以微米松树木屑为原料,使用自制镍基催化剂,在固定床装置进行了热解和催化裂解实验,并对产物的组成进行了分析,初步探讨了催化剂、温度和水蒸汽对实验的影响。实验结果表明:自制镍催化剂促进了焦油的裂解,能提高气体产量和改善燃气品质,催化性能优于白云石催化剂;随着催化温度的升高,焦油和焦炭的含量减少,产气量大大提高,H2和CO含量明显增加,有助于生成更多的可燃气体;生物质催化裂解时通入水蒸汽,焦油和焦炭含量减少,H2含量和产气量显著增加。同时,本文研究了活化后裂解焦炭的特性及其对废水中铜离子的吸附性能,探讨了吸附时间、残炭粒径、溶液pH值等因素对吸附的影响。结果表明,活化焦对铜离子的最佳吸附条件为:粒径0.3-0.45mm,吸附时间120min,溶液pH值为6.2,对应的吸附率可达到85%以上。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 生物质能利用的研究意义
• 1.1.1 生物质和生物质能
• 1.1.2 生物质能的研究意义
• 1.2 生物质能利用的研究现状
• 1.2.1 生物质能转化技术概况
• 1.2.2 生物质催化裂解技术概况
• 1.2.3 国内外研究现状
• 1.3 本文研究的主要内容
• 1.3.1 课题来源和目的
• 1.3.2 主要研究内容
• 第2章 生物质催化裂解实验原理
• 2.1 反应机理
• 2.1.1 热解和催化裂解机理
• 2.1.2 实验影响因素
• 2.2 催化剂的应用
• 2.2.1 催化剂的选择
• 2.2.2 催化剂制备原理和方法
• 2.3 催化方法和装置
• 2.4 本章小节
• 第3章 裂解催化剂的制备
• 3.1 纳米NiO粉体的制备
• 3.1.1 实验原料和仪器
• 3.1.2 实验方法
• 3.1.3 实验结果和讨论
• 3.2 负载型镍基催化剂的制备
• 3.2.1 实验原料和仪器
• 3.2.2 实验方法
• 3.2.3 催化剂特征和分析
• 3.3 本章小节
• 第4章 生物质催化裂解实验研究
• 4.1 实验原料和特性
• 4.1.1 生物质粉体的制备
• 4.1.2 生物质粉体的理化特性
• 4.2 催化裂解实验装置和仪器
• 4.2.1 实验装置
• 4.2.2 实验分析仪器
• 4.3 实验过程
• 4.4 实验结果和分析
• 4.4.1 催化剂对实验的影响
• 4.4.2 温度对催化裂解实验的影响
• 4.4.3 通入水蒸汽对实验的影响
• 4.5 本章小节
• 第5章 生物质裂解残炭的利用
• 5.1 裂解残炭的特性分析
• 5.2 裂解残炭活化后的特性分析
• 5.3 残炭对铜离子的吸附性能
• 5.3.1 实验材料和仪器
• 5.3.2 实验方法
• 5.3.3 结果与讨论
• 5.4 本章小节
• 第6章 总结和展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间的研究成果