生物质流化床气化中焦油催化裂解研究

摘要

生物质气化是一种重要的生物质利用技术,而生物质气化产气中焦油含量过高一直阻碍该技术的广泛应用。基于这样的背景,本文以棉秆为实验对象,对其分别进行了热重实验和流化床水蒸气气化实验,并通过量子化学计算软件针对碱土金属氧化物对焦油模拟物的裂解作用进行计算分析。
　　在热重实验中发现,棉秆的热解分为活化热解区与消极热解区两部分。CaO和MgO对棉秆的活化区和消极区均有催化作用,改善了棉秆的挥发分析出特性,降低了焦油中苯、甲苯和苯酚的累计析出量。
　　在气化实验中发现,随着气化温度的升高,S/B的增大,流化数的减小,焦油含量减小,而且通过改变气化温度和S/B能够调整焦油组分。白云石对焦油的催化裂解效果优于橄榄石。
　　在量子化学计算中发现,甲苯的自由基可以以四种方式吸附在CaO和MgO表面,其中相对容易发生的吸附方式是CaO和MgO以平行且O原子远离甲基的方式吸附。甲苯吸附在CaO和MgO表面后,甲苯中碳碳键的布居数均有不同程度的减小,且吸附在CaO表面时,布居数减小的更明显。

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第一章 绪论

1.1研究背景

1.2生物质能概述

1.3生物质气化技术的分类

1.4生物质气化基本原理

1.5生物质气化中焦油的特性

1.6焦油净化方法

1.7本文主要内容

第二章 生物质热解特性的TG-MS实验研究

2.1引言

2.2生物质热解机理

2.3实验部分

2.4结果分析与讨论

2.5本章小结

第三章 生物质气化条件对焦油生成的影响

3.1引言

3.2生物质水蒸气气化实验系统

3.3焦油采样和分析方法

3.4生物质水蒸气气化实验流程

3.5实验结果分析与讨论

3.6本章小结

第四章 典型焦油模型化合物催化裂解的量子化学分析

4.1引言

4.2量子化学中的密度泛函基本理论

4.3典型焦油模型化合物催化裂解的量子化学分析

4.4本章小结

第五章 全文总结及工作展望

5.1全文总结

5.2工作展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果