生物油高效气化抽取富氢合成气的研究

摘要

由于化石能源的短缺，可再生能源的开发利用获得了广泛的关注。生物质作为一种可再生能源具有较好的开发潜力，而生物质裂解获得液体产物生物油较生物质具有易储运和能量密度高等众多优势。因此利用生物油直接或催化气化制取富氢合成气，是一种经济且具有发展前景的制氢方法。 首先，利用热重分析仪研究了生物油在N2及不同O2浓度下热解、燃烧特性;获得生物油热解与燃烧的动力学参数;并采用TG-FTIR联用仪器对生物油热解和燃烧产物释放特性进行在线监测。 其次，利用固定床反应器考察生物油气化产物分布特性。实验发现，H2产率和C元素选择性随着温度的升高而增大;而产物中H2/(CO+CO2)值在0.95～1.6之间，H2/CO值在1.0～1.65之间，是一种高热值的富氢合成气。 最后，利用气化系统评价不同硅铝比HZSM-5催化剂对生物油的催化性能。实验表明:HZSM-5(Si/Al=50)具有较高催化活性;在780℃下，生物油气化碳元素选择性和H2转化率分别达到70.1％和33.6％，而无催化剂时两者分别为64％和29.1％。 本论文通过相关实验研究，为生物油制取富氢合成气领域的研究提供一定的实验和理论基础。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及研究意义

1．2 生物油气化技术的发展

1．2．1 生物油气化制取富氢气体的发展优势

1．2．2 生物油气化制取富氢气体的研究进展

1．3 本论文主要研究内容

第2章 生物油物理化学特性实验研究

2．1 引言

2．2 生物油物理化学特性测试

2．2．1 生物油化学组分测试

2．2．2 生物油粘度系数测定

2．2．3 生物油元素分析

2．2．4 生物油热值测定

2．2．5 生物油水分测量

2．3 本章结论

第3章 生物油热解及燃烧TG-FTIR实验研究

3．1 引言

3．2 生物油样品及相关特性

3．3 热重-红外联用实验仪介绍

3．4 试验结果与分析

3．4．1 生物油热解及燃烧特性实验分析

3．4．2 生物油热解及燃烧反应的动力学分析

3．4．3 生物油热解及燃烧产物FTIR研究

3．5 本章小结

第4章 生物油直接／催化气化制取富氢合成气的研究

4．1 引言

4．2 生物油直接／催化气化试验研究方法

4．2．1 生物油气化反应装置简介

4．2．2 生物油直接／催化气化实验流程

4．2．3 生物油气直接／催化化产物数据处理方法

4．3 生物油直接气化制取富氢气体的实验研究

4．3．1 气化温度对H2产率和碳转化率的影响

4．3．2 气化温度对产物组分的影响

4．3．3 温度对H2／CO、H2／(CO+CO2)的体积比影响

4．4 分子筛HZSM-5催化气化实验研究与结果分析

4．4．1 不同硅铝比HZSM-5催化剂催化气化实验研究

4．4．2 温度对催化气化产物分布影响

4．4．3 载气量对生物油催化气化的影响

4．4．4 进料量对生物油催化气化的影响

4．5 本章结论

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢