固定床反应器中生物质催化热解气化制富氢燃料气的研究

在小型固定床反应器上进行了新鲜草和小麦秸秆的催化热解气化制富氢燃料气的研究.采用正交试验设计方法考察了热解气体停留时间、生物质水分、热解温度、催化剂种类及用量对热解气体产率及其组成的影响规律.结果表明,生物质水分、热解温度、催化剂种类及用量是影响热解气体产率和H2产率的显著性因素;热解气体中H2含量为19%～45%,CO含量为9%～40%,CH4含量为5%～15%,CO2含量为16%～60%;单位质量(kg)干燥基生物质可产生气体0.4～1.3 kg.     

不同混合比催化剂对生物质热解特性的影响

基于更加深入的了解生物质催化热解行为,对稻秆进行脱灰预处理(水洗和酸洗),分析灰成分中金属元素在热解过程的作用,同时尝试将K2CO3与白云石进行不同比例掺混,添加到酸洗样中,研究不同混合比催化剂对生物质热解的影响规律。试验结果表明,脱灰预处理在一定程度上阻碍了生物质的热解,水洗样在300℃附近出现肩状峰,即对生物质三组分结构上产生一些影响;而添加金属盐对生物质热解有一定促进作用,其中添加7%K2CO3试样在650℃附近热解焦产率最低,添加白云石试样在720℃以后表现出催化作用且最大失重速率随白云石比例增加而增大,当K2CO3与白云石混合比例为7∶3时,生物质热解速率最大为-0.004 5/s,且热解焦产率最小,表现出更好的催化活性。     

操作参数对生物质热解液化及焦炭特征的影响

以稻壳为研究对象,在固定床中热解制取液体生物油.实验研究了热解温度、氮气流速和升温速率对热解3种产物分布的影响.在25℃/min的升温速率达到热解终温550℃,氮气流速为150 mL/min工况下液体产率达到最大值49.91%.随着升温速率的增加液体产率升高,焦炭的产率降低.利用热重分析考察了原料的热分解特性.通过X射...     

核桃壳催化热解制取氢气

利用自制的热解反应炉,选取核桃壳为原料,以MnO2、Al2O3、CaO三种金属氧化物为催化剂进行了一系列催化热解制备氢气的研究。实验中着重对比了催化剂存在情况下,热解气体中的氢气产率、氢气产量随热解温度的变化规律。在此基础上,选取催化剂MnO2、Al2O3和CaO进行了不同使用量对热解实验结果影响的实验。实验结果表明,MnO2的添加量在3%时,对核桃壳热解产气中的氢气体积分数提高有最佳的催化作用。     

酸性、碱性催化剂对生物质焦油催化裂解影响分析

为了研究催化剂的反应机理和对生物质焦油裂解的影响，在固定床反应器上，对硅铝催化剂、白
云石催化剂和碳化硅惰性材料进行生物质焦油催化裂解和热裂解试验.根据三种材料作用机理的不同，研
究探讨催化剂活性中心对热解气中焦油裂解率、催化裂解气体成分及反应速度(活化能)的影响.结果表明
，酸性和碱性催化剂由于活性中心的存在，加快了反应速度和降低了反应活化能.当温度高于800 ℃时，
其焦油裂解率达到90%以上，明显高于单纯热裂解.其中硅铝催化剂对温度的要求最低，且反应后气体成分
中碳三(C3)碳四(C4)体积分数显著增加.     

微波诱导热解污泥制备吸附剂的研究

为实现污泥的资源化,用微波诱导热解污泥制备污泥吸附剂.采用碘值分析、扫描电镜分析和处理模拟染料废水的方法研究微波功率、投炭量和微波辐照时间对污泥吸附剂吸附性能的影响.通过实验得到该法制备污泥吸附剂的最佳工艺参数为:微波功率400 W,投炭量0.25%,微波辐照时间8 min,该条件下所得吸附剂碘值为303.73 mg/L,平均孔径为2.88 nm,总孔、中孔、微孔孔容分别为0.422 mL/g、0.203 mL/g、0.150 mL/g,比表面积为308.1 m2/g,处理雅格素蓝(BF-BR)和碱性品红模拟染料废水的脱色率分别达到75%和95%以上.微波诱导热解污泥制备污泥吸附剂技术可行且具有很好的应用前景.     

交互反应对生物质焦炭官能团结构的影响

为解析挥发分-焦炭交互反应对生物质焦炭官能团结构的影响,利用一维固定床/流化床反应器及快速热裂解仪,采用傅里叶红外光谱仪从定性与半定量角度分析交互反应对生物质焦炭官能团结构的影响.结果表明:相比于温度的作用,交互反应对生物质焦炭官能团结构的影响更为剧烈;交互反应使焦炭中的各个特征官能团对应的特征峰强度有所减弱,峰的种类也有所减少;交互反应对焦炭烷基侧链有破坏作用,并加快了其从芳香环上的脱落;在无交互反应下,焦炭有机质的成熟度随着温度的上升而增高;在交互反应下,较低的温度时该规律成立,而较高温度时该参数逐渐下降;在高温下,挥发分裂解产生的自由基会引起芳香环的缩合,导致Car含量增多.     

纯化凹凸棒土催化废轮胎热解制取高值液态产物

为研究纯化凹凸棒土对废轮胎热解的影响,选取NaOH、HY-51、凹凸棒土（凹土,OA）和纯化凹土（PA）4种催化剂进行催化热解试验,利用主成分分析法分析催化剂对热解油组分变化的影响.结果表明：废轮胎非催化热解在550 ℃时产油率达到最高42.4%,4种催化剂均能提高产油率;热解油中脂肪烃含量随着温度升高而降低,而芳香烃逐渐成为主要组分;NaOH和HY-51可提高脂肪烃的含量,后者对芳香烃的影响更大;OA则能促进环烯烃的生成并催化单环芳烃转化为多环芳烃;PA能够有效地催化脂肪烃向单环芳烃转化.分析结果表明,PA在催化废轮胎热解制取高价值液态产物方面具有很好的应用前景.     

废弃印刷线路板催化热解的试验研究

在固定床反应器惰性气氛条件下,分别在无催化剂、铜粉和ZSM-5型分子筛存在时对FR-4型溴化环氧树脂基板进行热解试验,计算了不同条件下的产物产率和结焦率,并对热解油350℃以下馏分进行了GC-MS分析。结果表明,不同反应条件下气体和液体产率有所差异,使用分子筛与不使用催化剂所制热解油的产物组成比较相似,而在铜粉催化条件下,液体产物与其他两种催化条件下液体产物差别较大。     

裂解气相色谱——质谱法研究生物质焦油热解特性

采用热裂解-气相色谱质谱法对生物质焦油的热裂解特性进行了研究,分析了在1050℃和1300℃条件下裂解产物的情况：温度升高,裂解产物的总含量由1050℃的95.023%降至1300℃的83.373%,而其中11种主要裂解产物的相对含量却呈上升趋势,由59.027%升至64.645%;检出了焦油中含有氮硫等元素.实验结果与以往的实验存在较大差异,为全面了解焦油的性质提供了一定的依据.     

生物质热解液化料粒参数的优选方法

要使生物质料粒在流化床热解液化工艺装置中充分热解,必需保证物料在床中充足的停留时间以使料粒达到或超过热解温度;即必要条件是停留时间必须大于或等于热解时间。但停留时间由工艺的流化速度及流化床参数决定,热解时间则由生物质料粒在流化床中的传热过程控制,而它们均与生物质料粒参数密切相关。论文分析了生物质在热解反应塔中的传热过程,建立了气固两相流的传热简化模型,研究了热解时间和停留时间随生物质粒径的变化规律,找到了确保生物质物料充分热解的料粒参数选取的理论方法。     

生物质热解液化技术及其产物利用的研究进展

生物质能是可再生能源的重要组成部分.生物质的开发利用对废弃资源回收、能源结构转换、环境改善和保护等方面具有重大意义.生物质热解液化技术是其利用的主要形式之一.该技术很大程度上能缓解当今社会的能源危机以及环境污染,是人类开发可再生资源的一种非常有效的途径.介绍了目前国内外生物质能源的热解液化技术及其产物利用发展的情况及将来的发展趋势.     

中孔分子筛催化废聚烯烃裂解反应研究进展

对近年来中孔分子筛催化废聚烯烃裂解反应的研究进展进行了综述,并对中孔分子筛与传统的小孔分子筛在催化废聚烯烃裂解反应中的结果进行了比较。指出中孔分子筛作为处理废聚烯烃的催化剂,具有很好的应用前景。建议今后应在提高中孔分子筛催化剂的酸强度、活性以及稳定性等方面做进一步研究。     

Non-isothermal Kinetics of Pyrolysis of Three Kinds of Fresh Biomass

The pyrolysis kinetics of three different kinds of fresh biomass （grass： triple A, wheat straw, corn straw） in nitrogen flow were studied by thermogravimetric analysis at five different heating rates. The kinetic parameters of the pyrolysis process were calculated using the method of Ozawa-Flynn-Wall and the mechanism of reactions were investigated using the method of Popescu. It was found that the values of activation energy varied in different temperature ranges. The pyrolysis processes are well described by the models of Zhuravlev （Zh） and valid for diffusion-controlled between 200 ℃ and 280 ℃, by Ginstling-Brounshtein （G-B）, valid for diffusion-control between 280 ℃ and 310 ℃, for first-order chemical reaction between 310℃ and 350 ℃. by Zhuravlev （Zh） valid for diffusion-control between 350 ℃ and 430 ℃ and by the one-way transport model when temperatures are over 430 ℃.     

新鲜生物质热解气化半焦特性的XRD研究

为了更全面地研究新鲜生物质的热解气化过程，对2种新鲜生物质不同热解气化条件下的半焦特性进行了研究．采用X-射线衍射（XRD）法分别考察了温度、催化剂和水分对生物质热解气化半焦微晶结构的影响．实验结果表明，生物质及其热解残炭中存在类似晶体的微晶；随着热解气化温度的升高，微晶层片直径逐渐增大；加入不同催化剂热解气化后的生物质半焦微晶变小，不同催化荆对微晶结构参数影响方式不同；水分增大也使生物质热解后半焦的微晶变小．随着生物质热解气化的深入，生物质逐渐脱除了非碳原子，其结构趋于有序化；催化剂的加入和生物质中的水分对生物质的热解气化有利．     

生物质热解分布活化能模型的遗传算法实现

采用计算机matlab软件中的遗传算法程序对15K/min、25K/min、30K/min升温速率下的秸秆热解过程进行模拟分析,重点分析15K/min下的分布活化能理论计算数据和实验数据的拟合问题。其分布活化能标准值为185.43KJ/mol、标准偏差为15.78KJ/mol、指前因子为3.34×108s-1、线性相关系数为0.9983。计算结果表明遗传算法获得的分布活化能模型和实验数据具有较好的相关性.     

生物质焦油在氧化钙上的催化裂解研究

生物质焦油是生物质气化过程中的有害副产物,它会降低气化效率影响设备运行,所以必须有效地处理清除,本文以氧化钙作为催化剂,在一定条件下用固定床反应器使生物质焦油发生催化裂解,发现氧化钙确实焦油裂解有催化作用。当催化温度为７００℃时,焦油的裂解率为７３．５％,焦油的气化４９．４％,气态裂解产物为甲烷、乙烯和氢气。     

碱性中孔分子筛BaO/MCM-41催化聚苯乙烯裂解反应

以水热合成法制备碱性中孔分子筛BaO/MCM-41催化剂并将其用于催化聚苯乙烯裂解反应。考察了催化剂种类、BaO含量、反应温度、反应压力和反应时间对聚苯乙烯裂解反应结果的影响,并对催化剂的重复回用性能进行了考察。结果表明:BaO/MCM-41具有较好的催化性能和重复回用性能。在m(催化剂)/m(PS)=2%、反应温度410℃、反应压力0.01 MPa和反应时间20 min条件下,聚苯乙烯转化率大于98%,液体产物收率大于96%,液体产物中苯乙烯含量大于72%(质量分数)。催化剂重复回用6次后,PS转化率、液体收率和苯乙烯含量没有明显变化。另外,采用XRD技术对所制备的BaO/MCM-41催化剂进行了表征。