發(fā)布時間：2020-11-20 18:10

　　 隨著人類文明的進步,人類對能源的依賴增加。其中化石能源為人類的主要能源來源,同時由于化石能源為不可再生能源,溫室效應的加劇惡化,促使人類迫切需求一種具有環(huán)保和可再生性的烴類燃料。生物油是以木質纖維類生物質為原料轉化為一種綠色、環(huán)保、可再生的燃料油,生物油經(jīng)過加氫脫氧處理,使其變?yōu)楦咂焚|燃料油。本文以木質纖維類生物質作為原材料,經(jīng)過高溫高壓熱解轉化為生物熱解油,通過對比不同原材料產(chǎn)出的生物熱解油性質進行對比實驗和進一步的動力學分析。將得到的生物熱解油在高溫高壓微型催化固定反應床上催化加氫處理,減少生物油中的氧含量,制備生物航空煤油組分油。本文主要的研究內(nèi)容及其結論如下:(1)選擇松木和楊木為熱解油原料,分別探究了兩種原料的顆粒度的大小、反應溫度、含水率對出油率的影響。同時探究了在不同反應溫度下產(chǎn)出的熱解油的密度和運動黏度之間的關系。兩種原料的顆粒度大小在0.6mm時,熱解油的出油率為最高,分別為55.02%(松木)和51.44%(楊木)。在最佳反應溫度為530℃條件下,松木和楊木熱解油的出油率分別為57.02%和52.44%。熱解油的含水率越高出油率越高。在不同反應條件下產(chǎn)出的熱解油的密度變化不大。(2)進一步分別對松木與楊木進行熱重分析實驗,由TG、DTG曲線可以分別得出,松木與楊木的熱解特性差別不大,二者熱解反應主要發(fā)生在200℃~450℃之間。楊木與松木熱解的最大失重率下的熱解溫度分別為361℃和358℃。根據(jù)Coast-Redfern積分法擬合求解動了學參數(shù)得,楊木與松木的熱解低溫區(qū)的活化能的平均值分別為89.34kJ/mol、86.66kJ/mol。(3)實驗以松木熱解油為主要原料,第一步在高溫高壓微型固定催化流化床上進行加氫脫氧處理,得到的脫氧油與生物油進行比對分析;第二步以第一步制備的脫氧油為原料,以Pt/SPAO-11為催化劑,在高溫高壓微型固定催化流化床上進行催化加氫實驗。得到脫氧油轉化為高品質烴類燃料的最佳的反應條件為:反應溫度為400℃、反應氫壓為10MPa、空速為1.4h~(-1)、氫油比為1200。以單因素實驗為前提,以C_8~C_(16)烴的選擇性為指標,選擇反應溫度、氫壓、空速,3個因素進行響應面優(yōu)化實驗,得到最佳工藝條件為:反應溫度403.92℃、反應氫壓10.13MPa、空速1.39h~(-1),C_8~C_(16)烴的選擇性為49.70%,在此條件下進行驗證試驗,結果顯示C_8~C_(16)烴的選擇為48.73%,與預測值接近。(4)為了進一步探究制生物熱解油加氫脫氧的反應過程及其反應原理,本文以分子模擬軟件(Materials Studio)對碳氫化合物進行建模計算。以C_5H_(12)為目標物,假定各種可能的一次自由基反應的路徑,再通過建模計算得出相應的活化能,根據(jù)各路徑反應所需活化能的大小,通過比對分析得出可能的反應路徑。
【學位單位】：云南師范大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TQ517
【部分圖文】：

生物質能轉化技術分類

表 1.1 熱解參數(shù)解參數(shù) 慢速熱解 常規(guī)熱解 快速熱解 閃溫度(℃) ≤400 500-650 650-900 700率(℃/min) - 0.1-1.0 10-200 ≤1小(mm) - 5-50 ≤1 ≤0間（s） - 400-600 0.5-10 ≤0解反應器反應器分為流化床式熱解反應器和非流化床式熱解反應器[22]。流器分為：單流化床熱解反應器、循環(huán)流化床熱解反應器、噴動流器；非流化床熱解反應器分為：渦流燒蝕式熱解反應器、真空移應器、旋轉錐式熱解反應器。圖 1.2 和圖 1.3 分別為旋轉錐反應器解反應器。

圖 2.2 生物質熱解實驗裝置實物圖藝流程：物質熱解系統(tǒng)主要有原料供給部分、熱解部分、熱解產(chǎn)物分離三部一部分：原料供給1）氣體原料主要以氮氣為載體，經(jīng)減壓閥控制載氣壓力，通過氣節(jié)氣體流速。氣體進入預熱爐升溫到規(guī)定溫度，后進入熱解爐底部2）固體原料供給：生物質預處理后放置于生物質進料口，經(jīng)螺旋解爐。二部分：反應部分要有三段加熱爐組成，每段能夠單獨控制加熱溫度，最大加熱溫度。三部分：熱解蒸汽分離部分
【參考文獻】

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本文編號：2891798