生物质焦油模型化合物催化转化研究

论文摘要

生物质热解气化技术的研究与广泛应用,使生物质热解焦油的影响越来越为人们所关注。本文介绍了目前应用于生物质气化焦油催化转化的催化剂,展望了焦油催化转化催化剂的发展方向。以堇青石为载体尝试进行了几种催化剂的制作并进行了初步评价。实验发现,堇青石上负载白云石和堇青石上负载Fe2O3后,堇青石的催化活性没有明显提高,堇青石上负载Ni基对于焦油的催化转化具有良好的效果。以苯和甲苯作为焦油的模型化合物,在固定床反应器上研究了堇青石和白云石两种催化剂作用下,温度、蒸汽量和试验空速对焦油催化转化的影响。实验发现,苯和甲苯的转化率都随温度的提高和空速的降低而升高。甲苯在裂化温度900℃,S/C=1.5时转化率最高,堇青石和白云石催化作用下的甲苯转化率均达到96%;苯在裂化温度900℃,S/C=0.5时转化率最高,堇青石和白云石催化作用下的苯转化率分别为61%和53%。水蒸气的加入对于消除苯和甲苯裂解产生的积碳起到了积极的作用,并且有助于裂解气体成分的调整。堇青石稳定性试验表明,积碳是造成催化剂活性降低的重要原因。在实验基础上,建立了甲苯在堇青石催化作用下的化学动力学模型,模型与实验数据的吻合较好。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 生物质气化技术介绍
• 1.2.1 生物质气化技术简史
• 1.2.2 生物质气化原理与工艺
• 1.3 课题的提出和研究内容
• 1.3.1 课题的提出
• 1.3.2 研究内容
• 1.3.3 研究意义
• 第二章 生物质焦油的处理方法
• 2.1 生物质气化焦油的定义、产生和危害
• 2.2 目前焦油处理方法
• 2.2.1 物理法除焦
• 2.2.2 化学法除焦
• 2.3 焦油转化催化剂研究现状
• 2.3.1 天然矿石类催化剂
• 2.3.2 碱金属类催化剂
• 2.3.3 镍基催化剂
• 2.3.4 新型金属催化剂
• 2.3.5 整体式催化剂
• 2.4 本章小结
• 第三章 整体式催化剂的试制与初步评价
• 3.1 整体式催化剂简介
• 3.2 催化剂制作
• 3.2.1 化学试剂与原料
• 3.2.2 制作步骤
• 3.3 实验准备
• 3.3.1 实验台的搭建
• 3.3.2 携带量参数实验
• 3.3.3 评价指标
• 3.4 试验结果与分析
• 3.4.1 堇青石催化剂的评价
• 3.4.2 堇青石上负载白云石催化剂的评价
• 3.4.3 堇青石上负载铁基催化剂的评价
• 3.4.4 堇青石上负载镍基催化剂的评价
• 3.5 本章小结
• 第四章 焦油模型化合物催化转化试验研究
• 4.1 实验部分
• 4.2 试验结果与分析
• 4.2.1 蒸汽量（S/C）对焦油催化转化试验的影响
• 4.2.2 反应温度对焦油催化转化试验的影响
• 4.2.3 实验空速对焦油催化转化试验的影响
• 4.2.4 S/C对气体产物的成分影响
• 4.2.5 堇青石催化剂的稳定性试验
• 4.3 本章小结
• 第五章 焦油催化转化动力学研究
• 5.1 焦油催化反应动力学研究进展
• 5.2 本实验条件下动力学参数的求解
• 5.3 动力学模型的评价
• 5.4 本章小结
• 第六章 全文总结与下一步工作建议
• 6.1 全文总结
• 6.2 下一步工作建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表论文