流化床生物质快速热解制取生物油试验研究

本文在小型流化床试验装置中对颗粒状的樟子松进行制取生物油的试验研究.考察了反应温度对热解生物油物理性质和产率的影响,并重点研究了各个参数对热解生物油组分的影响规律.结果表明,在550℃下生物油产率最高,为50.4%(w/w).随着热裂解温度升高,生物油的密度略有增加,生物油的粘度随着含水率的增加而减小.反应温度对生物油的主要化学成分和含量影响不明显,生物油主要含有有机酸类、酚类和糖类等化合物.     

玉米芯流化床快速热解制取生物油试验研究

本文在流化床上对玉米芯进行了快速热解制取生物油的试验研究.首先在非催化条件下考察了温度、气体流量、床高和物料粒径对热解产物产率的影响,得到了制取生物油的最优工况.在此工况下进行了催化热解试验,研究了FCC催化剂对热解产物产率和生物油品质的影响.结果表明,最优工况下生物油产率为56.8%.同未加催化剂相比,FCC催化剂的存在使得生物油中油组分和焦炭的产率降低,不凝结气体、水分和焦的产率增加.分级冷凝系统的应用较好的实现了重油、轻油和水的分离.对催化条件下第二级冷凝器收集的生物油分析表明,其油组分的氧含量和高位热值分别为13.64%和36.7 MJ/kg,具有很好的应用前景.     

生物质热裂解生物油特性的分析研究

基于生物油广泛应用的目的,对生物油的理化特性进行了深入的研究。结合色质联机技术分析了由流化床热裂解水曲柳获得的生物油主要组分的分布。生物油由于高含氧量需要进一步改性才能高端应用。     

生物油催化裂解转化制取三苯

通过不同孔特征的分子筛(HZSM-5、HY沸石和MCM-41)实现生物油催化转化为三苯(苯、甲苯和对甲苯). 基于三苯的产率和选择性,芳香化合物逐次降低顺序为: HZSM-5>MCM-41>HY沸石.用HZSM-5催化裂解生物油产生芳香化合物的最大产率为33.1%,选择性为86.4%. 研究了反应条件对生物油催化裂解的影响,结合催化剂表征结果,讨论了催化剂的结构与性能之间的关系.     

基于热重红外联用分析的生物质热裂解机理研究

利用热重红外联用技术在线分析研究了白松在不同升温速率下的热裂解行为,结果表明木材的热裂解可归结于纤维素、半纤维素和木质素三种主要组分的热裂解。白松的热裂解产物主要有酸类、醇类、醛类、酮类、酯类、水分和小分子气体等。在线红外分析结果表明白松热裂解过程中先析出游离水,随后发生解聚和脱水反应,主要的苷键和碳碳键断开形成各种烃类、醇类、醛类和酸类等物质,随后,这些大分子物质又二次降解为一氧化碳为主的气体产物。     

粗生物油催化裂解制取低碳轻烯烃

利用La/HZSM-5催化剂,研究了催化裂解粗生物油及其模型化合物(包括甲醇、乙醇、乙酸、丙酮和苯酚)制取轻烯烃的过程. 获得的最大轻烯烃产率为0.19 kg/kg粗生物油. 研究表明,温度、重时空速和镧对HZSM-5分子筛的改性等因素可用来调制烯烃产率和选择性. 分子筛中添加镧,可适当的调节催化剂酸度和强弱酸位比例,从而提高烯烃选择性、产率和催化剂稳定性. 生物油制备轻烯烃的效率与原料的化学成分和氢碳有效比(H/Ce? )密切相关. 此外,比较了粗生物油催化裂解和热裂解过程,同时利用模型化合物研究了生物油转化为轻烯烃的相关反应历程和机理.     

水相生物油选择性加氢-催化裂解制取烯烃和芳香烃的试验研究

本文在气相流动反应器中采用ZSM-5催化剂对水相选择性加氢生物油进行了催化裂解试验研究。主要考察了反应温度、质量空速、油分压和原料油组分含量对产物产率和选择性的影响。结果表明,选择性加氢生物油转化为石油化工用品（烯烃和芳香烃）的最优工况为:反应温度,600℃;质量空速,11.7 h^-1;油分压,6693 Pa;油组分含量,12 5%。在此工况下,石油化工用品达到最高碳产率76 0%,其中烯烃57 6%,芳香烃18.4%。烯烃和芳香烃的产率及其主要成分的选择性可以根据市场的需求通过调节反应条件来改变。     

生物油制备生物质氢气和生物质燃料

研究了一种以生物质裂解油为原料制备氢气和生物燃料的催化转化过程。该过程包括生物油催化裂解制备氢气和生物合成气,合成气的调变,烯烃聚合和费脱合成耦合制备生物燃料。在优化反应条件下,氢气产率达到120.9 g H₂/（kg bio-oil）,烯烃聚合-费脱合成耦合反应形成的生物燃料产率达到526.1 g/（kg bio-syngas）。基于产物分析和催化剂特性表征,探讨了生物燃料合成过程中的反应路径和化学反应过程.     

生物油轻质馏分加氢试验研究

本文基于分子蒸馏设备对流化床快速热解试验装置所产生物油进行预分离,得到的轻质馏分在固定床加氢微反应装置上进行Ru/γ-Al2O3催化的加氢精制研究,分析了反应温度(60～140℃)、氢气压力(常压～3MPa)和进料速率(1.5～4.5ml/h)对反应产物组分分布的影响规律.研究结果表明,通过加氢精制后,生物油轻质馏分中不饱合化合物在大于120℃的反应条件下得到完全转化;醇类化合物的种类有所增多.     

有机盐对生物质快速热解油生成特性的影响

采用浸渍法制备了不同甲酸钙负载量的玉米秸秆样品,通过热解装置对其催化生物质快速热解生油能力进行评价,利用元素分析、GC-MS等技术分析了液体产物组分的变化规律,同时以微晶纤维素、木质素为模化物,深入研究了生物质组分间交互作用对甲酸钙催化热解特性的影响.结果 表明,纤维素与木质素间的交互作用对甲酸钙催化生物质热解生油过程...     

金属盐对生物质热解特性影响试验研究

基于深入了解生物质热解行为的目的,在自行研制的热解机理试验台上系统研究了金属盐对生物质热解的影响规律。试验结果表明,钾离子对生物油中的一些大分子量组分发生重聚反应生成焦炭和小分子气体产物具有强烈的催化作用,从而降低了热解生物油产量而得到更多的焦炭和气体产物。相比钾离子而言,钙离子对焦炭生成的促进作用更为强烈;镁离子对白松热解的影响远没有钾离子和钙离子明显。     

生物油及其重质组分的热解动力学研究

采用热重分析法对生物油及其三种重质组分模型化合物的热解特性进行了对比研究,并对动力学参数进行了求解.结果表明:生物油的热解包括挥发组分的蒸发及重质组分的裂解两个阶段,反应级数都是4级,活化能分别为29～36kJ/mol及13～19 kJ/mol;三种重质组分模型化合物中左旋葡聚糖也存在两个失重区间,反应级数分别为1和2,且表观活化能最高;3,4二甲氧基苯甲醛和丁香酚则只有一个失重区间,且相应的反应级数分别为0.8和0.5,表观活化能也依次降低.     

乙醇煤油混合燃料热解特性实验研究

本文实验研究了乙醇、煤油及其混合物的热解特性.利用气相色谱测量了其中氢气、甲烷、乙烯和一氧化碳的浓度.实验结果表明,燃料的热解率随温度的增加而增加.热解形成的气体中,乙醇热解得到的氢气浓度高于煤油,而甲烷和乙烯的浓度低于煤油.掺混乙醇后的煤油混合燃料热解时形成的氢气浓度随乙醇含量的增加而增加,对于在超燃冲压发动机中采用在煤油中添加一定量的含氧燃料(如乙醇、甲醇等)来解决着火和稳定燃烧问题具有很好的潜在优势.     

单个球形生物质颗粒热解过程的数值模拟

本文对单个球形生物质颗粒的热解过程进行数值模拟．利用双倒易边界元法和四阶龙格-库塔方法分别对非线性的导热方程和化学反应动力学方程组进行求解．讨论了生物质颗粒的大小与环境温度对热解时间和热解产物中相关组分质量分数的影响．     

木质装饰板材贫氧条件下燃烧和热解特性研究

本文利用热重差热分析仪,在各种不同的氧气浓度下对落叶松、红木和红松样品进行实验。通过对TG、DTG和DTA曲线的分析,样品干燥基要经历两个失重过程,第一个失重过程主要是纤维素和半纤维素的热解,第二个失重过程主要是木质素的炭化分解和燃烧。在各氧气浓度条件下,热解失重的第一个阶段TG和DTG曲线差异很小;在各样品失重的第二个阶段,随着氧气浓度的增加,TG和DTG曲线左移,反应结束的温度明显降低。氧气能使木质素的炭化物氧化并进而可能使其着火燃烧,从而使反应进程加快。当氧气浓度大于6.32%时,各样品DTA曲线上均有两个明显放热峰,并且随着氧气浓度的增加,DTA曲线放热峰越尖锐,放热峰面积越大,说明氧气浓度越大,在两阶段失重过程中更多的挥发分物质和固体炭化物参与燃烧。     

垃圾混煤热解特性的实验研究

以固定床热解反应器为背景,研究掺煤量和加热速率对垃圾混煤物料热解特性的影响,实验结果表明:提高加热速率可以有效缩短热解时间,增加掺煤量可以改变反应床结构,提高料层传热速率,缩短热解时间;在19.6 kW供热条件下,掺煤100 g和掺煤200 g热解时间分别为110 min和99 min;气体产率分别为25.6％和28.1％,气体热值分别为18255 kJ/m3和19830 kJ/m3。     

纤维素热解过程中活性纤维素的生成研究

热重分析发现活性纤维素的生成始于530 K左右,对应于失重图上的肩部及SDTA曲线中强烈的放热峰.在辐射加热闪速热裂解试验台上获取了一种可溶于水、高温下易分解、室温下呈固态且稳定存在的黄色中间产物.扫描电镜图片证明在热裂解初期纤维素经历了一个熔化和相互粘结的状态,产物的红外谱图证实了大量的羰基和羧基官能团的生成.高效液相色谱分析证明其主要成分是一系列聚合度不同的低聚糖,推断该低聚糖即为活性纤维素.