發(fā)布時(shí)間：2020-11-20 18:10

　　 隨著人類文明的進(jìn)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(shí)由于化石能源為不可再生能源,溫室效應(yīng)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(zhì)纖維類生物質(zhì)為原料轉(zhuǎn)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|(zhì)燃料油。本文以木質(zhì)纖維類生物質(zhì)作為原材料,經(jīng)過高溫高壓熱解轉(zhuǎn)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(zhì)進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)和進(jìn)一步的動力學(xué)分析。將得到的生物熱解油在高溫高壓微型催化固定反應(yīng)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(jié)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(yīng)溫度、含水率對出油率的影響。同時(shí)探究了在不同反應(yīng)溫度下產(chǎn)出的熱解油的密度和運(yùn)動黏度之間的關(guān)系。兩種原料的顆粒度大小在0.6mm時(shí),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(yīng)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(yīng)條件下產(chǎn)出的熱解油的密度變化不大。(2)進(jìn)一步分別對松木與楊木進(jìn)行熱重分析實(shí)驗(yàn),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(yīng)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(xué)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(shí)驗(yàn)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(jìn)行加氫脫氧處理,得到的脫氧油與生物油進(jìn)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(jìn)行催化加氫實(shí)驗(yàn)。得到脫氧油轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)烴類燃料的最佳的反應(yīng)條件為:反應(yīng)溫度為400℃、反應(yīng)氫壓為10MPa、空速為1.4h~(-1)、氫油比為1200。以單因素實(shí)驗(yàn)為前提,以C_8~C_(16)烴的選擇性為指標(biāo),選擇反應(yīng)溫度、氫壓、空速,3個(gè)因素進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn),得到最佳工藝條件為:反應(yīng)溫度403.92℃、反應(yīng)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(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn),結(jié)果顯示C_8~C_(16)烴的選擇為48.73%,與預(yù)測值接近。(4)為了進(jìn)一步探究制生物熱解油加氫脫氧的反應(yīng)過程及其反應(yīng)原理,本文以分子模擬軟件(Materials Studio)對碳?xì)浠�合物進(jìn)行建模計(jì)算。以C_5H_(12)為目標(biāo)物,假定各種可能的一次自由基反應(yīng)的路徑,再通過建模計(jì)算得出相應(yīng)的活化能,根據(jù)各路徑反應(yīng)所需活化能的大小,通過比對分析得出可能的反應(yīng)路徑。
【學(xué)位單位】：云南師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TQ517
【部分圖文】：

生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化技術(shù)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(yīng)器反應(yīng)器分為流化床式熱解反應(yīng)器和非流化床式熱解反應(yīng)器[22]。流器分為：單流化床熱解反應(yīng)器、循環(huán)流化床熱解反應(yīng)器、噴動流器；非流化床熱解反應(yīng)器分為：渦流燒蝕式熱解反應(yīng)器、真空移應(yīng)器、旋轉(zhuǎn)錐式熱解反應(yīng)器。圖 1.2 和圖 1.3 分別為旋轉(zhuǎn)錐反應(yīng)器解反應(yīng)器。

圖 2.2 生物質(zhì)熱解實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)物圖藝流程：物質(zhì)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?dú)鉃檩d體，經(jīng)減壓閥控制載氣壓力，通過氣節(jié)氣體流速。氣體進(jìn)入預(yù)熱爐升溫到規(guī)定溫度，后進(jìn)入熱解爐底部2）固體原料供給：生物質(zhì)預(yù)處理后放置于生物質(zhì)進(jìn)料口，經(jīng)螺旋解爐。二部分：反應(yīng)部分要有三段加熱爐組成，每段能夠單獨(dú)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(xiàn)】

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1 賈秀沭;馬守濤;所艷華;梁婷;李桂雪;汪穎軍;;C_5-C_8烷烴異構(gòu)化催化劑的研究進(jìn)展[J];化學(xué)與黏合;2017年02期

2 沈鐳;劉立濤;王禮茂;陳楓楠;張超;沈明;鐘帥;;2050年中國能源消費(fèi)的情景預(yù)測[J];自然資源學(xué)報(bào);2015年03期

3 桑小義;李會峰;李明豐;李大東;;生物質(zhì)熱解油的特性及精制[J];石油學(xué)報(bào)(石油加工);2015年01期

4 楊艷華;湯慶飛;張立;鄭仕鴻;;生物質(zhì)能作為新能源的應(yīng)用現(xiàn)狀分析[J];重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年01期

5 張琦;馬隆龍;張興華;;生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為高品位烴類燃料研究進(jìn)展[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2015年01期

6 肖睿;;【主編特邀】——生物油提質(zhì)制備航空生物燃油技術(shù)[J];天津大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)與工程技術(shù)版);2015年01期

7 舟丹;;中石油開發(fā)航空生物燃料技術(shù)[J];中外能源;2014年08期

8 李福超;張久順;袁起民;;正辛烷熱裂化和催化裂化生成甲烷反應(yīng)機(jī)理[J];燃料化學(xué)學(xué)報(bào);2014年06期

9 李毅;張哲民;渠紅亮;孟祥堃;;生物噴氣燃料制備技術(shù)研究進(jìn)展[J];石油學(xué)報(bào)(石油加工);2013年02期

10 簡相坤;劉石彩;;生物質(zhì)固體成型燃料研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J];生物質(zhì)化學(xué)工程;2013年02期

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2 梁君;一維中孔分子篩的合成及其對烷烴臨氫異構(gòu)性能的影響[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

3 陸強(qiáng);生物質(zhì)選擇性熱解液化的研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

4 李艷春;熱分析動力學(xué)在含能材料中的應(yīng)用[D];南京理工大學(xué);2010年

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4 李青月;正己烷熱裂解一次自由基反應(yīng)分子模擬及反應(yīng)機(jī)理研究[D];東北石油大學(xué);2015年

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6 潘蕊;楊木熱解動力學(xué)及其固定床熱解基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究[D];南京林業(yè)大學(xué);2014年

7 郝功濤;松木熱解動力學(xué)及固定床氣化產(chǎn)氣特性研究[D];重慶大學(xué);2012年

8 郁斢蘭;航空運(yùn)輸業(yè)碳排放量計(jì)算及低碳策略研究[D];大連海事大學(xué);2012年

9 羅殿英;烴類分子裂解產(chǎn)物分布規(guī)律的數(shù)值模擬研究[D];東北石油大學(xué);2011年

10 范婷婷;生物質(zhì)快速熱解實(shí)驗(yàn)研究與分析[D];天津大學(xué);2009年

本文編號：2891798