热解温度对生物质焦油裂解率影响的实验研究

论文摘要

生物质能源是一种可再生、可替代化石能源转换成气态、液态和固态燃料以及其他化工原料或者产品的碳资源。随着化石能源的枯竭和人类对全球性环境问题的关注,生物质能源替代化石能源利用的研究和开发,已成为国内外研究和关注的热点。但长期以来生物质能利用技术却不可避免地面临一个主要难题,即焦油的处理问题。本文在比较目前生物质焦油脱除技术的基础上,选取稻壳焦油作为研究对象,对其进行热解特性实验研究。结果表明,对稻壳焦油进行高温二次热解是一种高效的途径。本文主要内容包括:利用石油产品的检测方法,对桦木屑、玉米秸秆和稻壳三种不同生物质产生的焦油进行了密度、黏度、酸度、闪点、燃点和热值的测定和分析。得出稻壳焦油的理化特性同其他两种生物质焦油非常相似。结合高温二次裂解的特点和生物质焦油的热解特性,设计并制造了生物质焦油热解小型实验台。通过定量给料,来研究稻壳焦油裂解率随热解温度的变化趋势,结果表明提高裂解温度和增加停留时间,可以显著地降低焦油量。对稻壳焦油热解产物用丙酮溶解,用气相色谱和色质联机等现代测试手段进行成分分析,得出稻壳焦油的主要成分。并研究了裂解温度对稻壳焦油主要热解产物成分的影响。通过以上研究,将会对生物质焦油整体转化规律的研究提供一定的帮助。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究背景及意义
• 1.2 生物质能概述
• 1.2.1 生物质资源的特点
• 1.2.2 生物质能的转化和利用
• 1.3 国内外生物质高温气化技术研究现状及分析
• 1.3.1 国外研究现状
• 1.3.2 国内研究现状
• 1.4 生物质焦油的性质
• 1.4.1 生物质焦油的定义
• 1.4.2 生物质焦油的形成及成分
• 1.5 当前生物质焦油的处理方法
• 1.5.1 物理法
• 1.5.2 化学法
• 1.6 本课题的研究内容
• 1.7 本章小结
• 第2章 实验设备及实验方法
• 2.1 生物质焦油热解实验台设计
• 2.1.1 固定床反应器设计
• 2.1.2 冷凝器设计
• 2.1.3 燃烧器设计
• 2.2 实验台测量设备
• 2.2.1 热电偶
• 2.2.2 烟气分析仪
• 2.2.3 流量计
• 2.3 实验步骤
• 2.4 本章小结
• 第3章 生物质焦油的理化特性研究及结果分析
• 3.1 引言
• 3.2 生物质焦油的理化特性
• 3.2.1 焦油馏分的闪电和燃点
• 3.2.2 焦油馏分密度的测定
• 3.2.3 焦油馏分黏度的测定
• 3.2.4 焦油馏分酸度的测定
• 3.3 生物质焦油的热值测定和元素分析
• 3.3.1 焦油热值的测定
• 3.3.2 焦油的元素分析
• 3.4 生物质焦油馏分的参数结果分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 稻壳焦油热解特性试验研究及结果分析
• 4.1 热解温度对稻壳焦油热裂解的影响
• 4.2 稻壳焦油热裂解实验内容及结果分析
• 4.3 稻壳焦油热裂解成分分析
• 4.3.1 GC-MS分析方法及介绍
• 4.3.2 稻壳焦油热解的GC-MS分析
• 4.3.3 裂解温度对主要裂解成分的影响
• 4.3.4 裂解温度对焦油热解产物中成分种类的影响
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢