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秸稈種類和反應(yīng)溫度對熱解生物油成分影響的試驗研究

來源:論文學(xué)術(shù)網(wǎng)
時間:2024-08-18 21:50:21
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秸稈種類和反應(yīng)溫度對熱解生物油成分影響的試驗研究【摘要】:生物質(zhì)能可作為礦石燃料的替代能源,具有可再生、碳平衡,儲量大、污染小等特點。生物質(zhì)熱裂解液化技術(shù)作為一種非常有前景的熱化學(xué)

【摘要】:生物質(zhì)能可作為礦石燃料的替代能源,具有可再生、碳平衡,儲量大、污染小等特點。生物質(zhì)熱裂解液化技術(shù)作為一種非常有前景的熱化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù),可將低能量密度的農(nóng)業(yè)廢棄物轉(zhuǎn)化為易存儲、易運輸且能量密度高的生物油,受到國內(nèi)外學(xué)者和工業(yè)界的廣泛關(guān)注和重視。基于國內(nèi)外在生物質(zhì)快速熱解制生物油方面的研究進展,本研究設(shè)計、制作了一套固定床生物質(zhì)熱裂解液化裝置用于研究生物質(zhì)原料種類與及熱裂解反應(yīng)溫度對生物油成分的影響,對于加深認識生物質(zhì)快速熱解液化機理具有一定的指導(dǎo)意義。為達到研究目的,自制了一套固定床生物質(zhì)熱裂解液化裝置,主要包括惰性載氣、固定床反應(yīng)器、加熱裝置和溫控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測系統(tǒng)、冷凝裝置、生物油收集裝置等部分。搭建試驗臺并對其進行了運行調(diào)試,結(jié)果表明裝置設(shè)計合理、性能可靠,完全可以滿足試驗要求。在該裝置上開展了生物質(zhì)熱裂解液化實驗研究,重點分析了原料種類和反應(yīng)溫度對生物油成分的影響規(guī)律。試驗物料選用平均粒徑為0.925mm的玉米秸、麥秸和棉稈,熱裂解溫度為400℃、450℃、500℃和550℃。在試驗考察范圍內(nèi),對熱裂解液體和固體產(chǎn)物進行了分析,如生物油含水率、化學(xué)成分分析,固體殘?zhí)吭胤治龊托螒B(tài)表征。得到了以下結(jié)論:(1)在400~550℃溫度范圍內(nèi),隨著熱裂解溫度增加,玉米秸、麥秸和棉稈三種生物質(zhì)原料熱裂解生物油的平均產(chǎn)率呈先上升后下降的趨勢。熱裂解溫度為500℃時,生物油的平均產(chǎn)油率最高。(2)熱裂解溫度對生物質(zhì)熱裂解生物油的化學(xué)成分影響顯著。每種生物油都存在自己獨有的化合物并且含量也有一定的差別。原料種類對生物油的化學(xué)成分以及含量的影響比較顯著,玉米秸熱裂解油中以酮類物質(zhì)最多,酸類次之,麥秸和棉稈熱裂解油中酸類物質(zhì)居多,酮類物質(zhì)次之。(3)熱裂解殘?zhí)恐刑己亢芨?殘?zhí)勘砻媪芽p隨著溫度的升高變得越大,殘?zhí)拷Y(jié)構(gòu)也更加松散,并有熱裂解碳粒子沉淀其中。在550℃時殘?zhí)苛芽p最大,孔隙結(jié)構(gòu)也最為松散。 【關(guān)鍵詞】:生物質(zhì) 熱裂解 固定床反應(yīng)器 溫度 生物油 殘?zhí)?/strong>
【學(xué)位授予單位】:山東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號】:TK6
【目錄】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-9
  • 第一章 緒論9-23
  • 1.1 課題研究的背景9-14
  • 1.1.1 當(dāng)今能源問題9-10
  • 1.1.2 生物質(zhì)能的概述10-11
  • 1.1.3 生物質(zhì)轉(zhuǎn)化利用技術(shù)11-14
  • 1.2 生物質(zhì)熱裂解液化技術(shù)14-17
  • 1.2.1 生物質(zhì)熱裂解液化的原理14-15
  • 1.2.2 生物質(zhì)熱裂解液化的工藝流程15
  • 1.2.3 生物質(zhì)熱裂解的反應(yīng)機理15-16
  • 1.2.4 生物質(zhì)熱裂解的影響因素16-17
  • 1.3 國內(nèi)外生物質(zhì)熱裂解液化的研究17-20
  • 1.3.1 國外常用的熱裂解反應(yīng)器類型17-20
  • 1.3.2 國內(nèi)生物質(zhì)熱裂解試驗研究20
  • 1.4 本課題來源、研究內(nèi)容及意義20-22
  • 1.4.1 課題來源20
  • 1.4.2 研究內(nèi)容20-21
  • 1.4.3 研究意義21-22
  • 1.5 本章小結(jié)22-23
  • 第二章 固定床生物質(zhì)熱裂解液化裝置的設(shè)計及性能測試23-38
  • 2.1 生物質(zhì)熱裂解液化裝置的整體設(shè)計23-24
  • 2.2 生物質(zhì)熱裂解液化裝置主要部件設(shè)計24-35
  • 2.2.1 反應(yīng)器的設(shè)計24-27
  • 2.2.2 反應(yīng)器臺架的設(shè)計27-28
  • 2.2.3 溫控系統(tǒng)的設(shè)計28-30
  • 2.2.4 冷凝裝置的設(shè)計30-31
  • 2.2.5 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計31-35
  • 2.3 部分試驗裝置的性能測試35-37
  • 2.3.1 反應(yīng)器的升溫試驗35-37
  • 2.3.2 反應(yīng)器密封性檢測37
  • 2.4 本章小結(jié)37-38
  • 第三章 生物質(zhì)快速熱裂解液化試驗38-49
  • 3.1 試驗設(shè)備38
  • 3.2 試驗原料38-42
  • 3.2.1 生物質(zhì)原料的備制38-39
  • 3.2.2 生物質(zhì)原料特性分析39-42
  • 3.3 試驗方案42-45
  • 3.3.1 試驗因素及水平的確定42
  • 3.3.2 試驗方法與操作步驟42-44
  • 3.3.3 熱解試驗44-45
  • 3.4 試驗結(jié)果與分析45-48
  • 3.4.1 生物質(zhì)熱裂解制取的生物油45
  • 3.4.2 生物油的測試方法與儀器45-48
  • 3.5 本章小結(jié)48-49
  • 第四章 不同生物質(zhì)熱裂解液體產(chǎn)物的分析49-67
  • 4.1 生物油的產(chǎn)率49-51
  • 4.2 生物油的含水率51
  • 4.3 生物油的化學(xué)成分分析51-63
  • 4.3.1 玉米秸熱裂解生物油的GC-MS分析52-55
  • 4.3.2 麥秸熱裂解生物油的GC-MS分析55-59
  • 4.3.3 棉稈熱裂解生物油的GC-MS分析59-63
  • 4.4 不同生物質(zhì)熱裂解生物油化學(xué)組分的對比分析63-66
  • 4.5 本章小結(jié)66-67
  • 第五章 不同生物質(zhì)熱裂解固體殘?zhí)康姆治?/span>67-73
  • 5.1 熱裂解殘?zhí)康脑胤治?/span>67-68
  • 5.2 熱裂解殘?zhí)康男螒B(tài)表征68-72
  • 5.3 本章小結(jié)72-73
  • 第六章 全文總結(jié)及建議73-75
  • 6.1 全文總結(jié)73
  • 6.2 下一步工作建議73-75
  • 致謝75-76
  • 參考文獻76-80
  • 攻讀碩士學(xué)位期間公開發(fā)表的研究成果80


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