發(fā)布時(shí)間：2020-12-22 21:11

　　生物質(zhì)資源是人類賴以生存的重要能源,極有可能成為未來可持續(xù)能源系統(tǒng)的重要組成部分。長期以來,生物質(zhì)利用水平不高,多以直接燃燒為主。在當(dāng)前能源供求形勢日益嚴(yán)峻的背景下,大規(guī)模利用生物質(zhì)資源轉(zhuǎn)化替代燃料,成為緩解能源危機(jī)的有效措施。熱解是生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化方式的一種,可以將生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為氣、液、固三相產(chǎn)物。但是生物質(zhì)熱解氣中攜帶較多的CO2、CH4、水蒸汽及焦油等,如何把上述產(chǎn)物進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為合成氣不僅對生物質(zhì)定向轉(zhuǎn)化合成氣技術(shù)本身具有重要意義,而且對于減排溫室氣體有積極影響�；�于微波加熱即時(shí)性、整體性、選擇性和高效性的特點(diǎn),通過微波熱解生物質(zhì)制取合成氣等替代能源的技術(shù)受到了高度重視,而且研究表明生物質(zhì)微波熱解的氣體產(chǎn)物中合成氣含量高于常規(guī)熱解。由于微波場中進(jìn)行的催化反應(yīng)表現(xiàn)出反應(yīng)溫度降低、反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率提高以及產(chǎn)物選擇性改善等優(yōu)勢,因此本文將開展微波輻照下CO2重整CH4和焦油催化轉(zhuǎn)化試驗(yàn)研究。另外,為了考察水蒸汽對CO2重整CH4反應(yīng)的作用特性,本文將水蒸汽引入到CO2重整CH4反應(yīng)體系中,開展CO2/H2O聯(lián)合重整CH4試驗(yàn)研究。本文以生物質(zhì)熱解產(chǎn)物—生物質(zhì)焦為催化劑,不僅大大降低了常規(guī)轉(zhuǎn)... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：162 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 選題背景與意義
4轉(zhuǎn)化合成氣技術(shù)">    1.2 CH₄轉(zhuǎn)化合成氣技術(shù)
        1.2.1 蒸汽重整
        1.2.2 部分氧化
2重整CH₄">        1.2.3 CO₂重整CH4

    1.3 CO₂重整CH₄研究現(xiàn)狀
        1.3.1 催化劑研究現(xiàn)狀
        1.3.2 反應(yīng)機(jī)理研究
        1.3.3 催化劑失活研究
        1.3.4 炭催化劑研究
        1.3.5 微波加熱應(yīng)用于重整反應(yīng)的研究
    1.4 焦油的催化轉(zhuǎn)化
        1.4.1 炭催化劑研究
        1.4.2 微波加熱應(yīng)用于焦油轉(zhuǎn)化的研究
    1.5 本文研究目的和研究內(nèi)容
    1.6 本章小結(jié)
2/H₂O重整CH₄反應(yīng)的模擬研究">第2章 CO₂/H₂O重整CH₄反應(yīng)的模擬研究
    2.1 引言
    2.2 熱力學(xué)模擬
        2.2.1 主要反應(yīng)
        2.2.2 吉布斯自由能
        2.2.3 模型建立
    2.3 模擬結(jié)果與分析
2/CH₄比值的影響">        2.3.1 反應(yīng)溫度和CO₂/CH₄比值的影響
        2.3.2 反應(yīng)壓力的影響
2O/CH₄比值的影響">        2.3.3 H₂O/CH₄比值的影響
    2.4 本章小結(jié)
2微波重整CH₄轉(zhuǎn)化合成氣研究">第3章 CO₂微波重整CH₄轉(zhuǎn)化合成氣研究
    3.1 引言
    3.2 裝置與方法
        3.2.1 試驗(yàn)裝置
        3.2.2 試驗(yàn)材料
        3.2.3 試驗(yàn)流程
        3.2.4 評價(jià)指標(biāo)
        3.2.5 主要反應(yīng)
    3.3 制焦條件的影響
        3.3.1 制焦原料的影響
        3.3.2 制焦功率的影響
        3.3.3 原料脫灰的影響
        3.3.4 添加物的影響
    3.4 反應(yīng)條件的影響
        3.4.1 床層升溫特性
        3.4.2 粒徑的影響
        3.4.3 微波功率的影響
2與CH₄摩爾比的影響">        3.4.4 CO₂與CH₄摩爾比的影響
        3.4.5 空速的影響
        3.4.6 重整反應(yīng)特性
        3.4.7 生物質(zhì)焦重量變化特性
        3.4.8 裂解、重整和氣化反應(yīng)比較
    3.5 生物質(zhì)焦分析表征
        3.5.1 比表面積和孔結(jié)構(gòu)特性
        3.5.2 微觀形貌
        3.5.3 官能團(tuán)
    3.6 動力學(xué)分析
        3.6.1 動力學(xué)方程
        3.6.2 動力學(xué)試驗(yàn)
        3.6.3 模型篩選
        3.6.4 參數(shù)計(jì)算
    3.7 本章小結(jié)
2/H₂O聯(lián)合重整CH₄轉(zhuǎn)化合成氣研究">第4章 微波輻照下CO₂/H₂O聯(lián)合重整CH₄轉(zhuǎn)化合成氣研究
    4.1 引言
    4.2 裝置與方法
        4.2.1 裝置與流程
        4.2.2 試驗(yàn)材料
        4.2.3 評價(jià)指標(biāo)
        4.2.4 主要反應(yīng)
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 水蒸汽攜帶濃度測試
        4.3.2 水蒸汽濃度的影響
        4.3.3 微波功率的影響
2與CH₄摩爾比的影響">        4.3.4 CO₂與CH₄摩爾比的影響
        4.3.5 空速的影響
        4.3.6 聯(lián)合重整反應(yīng)特性
2重整的比較">    4.4 聯(lián)合重整與CO₂重整的比較
        4.4.1 反應(yīng)特性的比較
        4.4.2 生物質(zhì)焦損耗的比較
    4.5 生物質(zhì)焦分析表征
        4.5.1 比表面積和孔結(jié)構(gòu)特性
        4.5.2 微觀形貌
        4.5.3 官能團(tuán)
    4.6 本章小結(jié)
第5章 焦油模型化合物微波轉(zhuǎn)化合成氣研究
    5.1 引言
    5.2 裝置與方法
        5.2.1 裝置與流程
        5.2.2 試驗(yàn)材料
        5.2.3 攜帶量測試
        5.2.4 評價(jià)指標(biāo)
    5.3 反應(yīng)機(jī)理與主要反應(yīng)
        5.3.1 反應(yīng)機(jī)理
        5.3.2 主要反應(yīng)
    5.4 結(jié)果與討論
        5.4.1 微波功率對甲苯和苯裂解的影響
        5.4.2 空速對甲苯和苯裂解的影響
2通入比例對甲苯和苯轉(zhuǎn)化的影響">        5.4.3 CO₂通入比例對甲苯和苯轉(zhuǎn)化的影響
2和CO₂氣氛中甲苯轉(zhuǎn)化特性">        5.4.4 N₂和CO₂氣氛中甲苯轉(zhuǎn)化特性
2和CO₂氣氛中苯轉(zhuǎn)化特性">        5.4.5 N₂和CO₂氣氛中苯轉(zhuǎn)化特性
    5.5 生物質(zhì)焦分析表征
        5.5.1 比表面積
        5.5.2 微觀形貌
        5.5.3 官能團(tuán)
    5.6 本章小結(jié)
第6章 生物質(zhì)微波轉(zhuǎn)化合成氣經(jīng)濟(jì)性分析
    6.1 引言
    6.2 能量轉(zhuǎn)化效率
    6.3 經(jīng)濟(jì)性分析
        6.3.1 費(fèi)用構(gòu)成
        6.3.2 成本估算
    6.4 經(jīng)濟(jì)性動態(tài)分析
    6.5 生物質(zhì)多聯(lián)產(chǎn)綜合利用的技術(shù)路線
    6.6 本章小結(jié)
第7章 全文總結(jié)與展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    7.3 未來工作的建議
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文
ENGLISH PAPERS
4 with CO₂ over biomass char for syngas production">    Paper Ⅰ. Experimental study on microwave-assisted reforming of CH₄ with CO₂ over biomass char for syngas production
2 reforming of CH₄ for syngas production over activated carbon">    Paper Ⅱ. Microwave-assisted CO₂ reforming of CH₄ for syngas production over activated carbon
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【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]對我國生物質(zhì)能源發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢的分析[J]. 王朝華.  農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì). 2011(10)
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博士論文
[1]Ni基催化劑上甲烷二氧化碳重整制合成氣的研究[D]. 張安杰.大連理工大學(xué) 2011
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[4]Ni金屬催化劑催化甲烷部分氧化制合成氣的研究[D]. 洪學(xué)斌.天津大學(xué) 2009
[5]生物質(zhì)流化床熱解液化實(shí)驗(yàn)研究及應(yīng)用[D]. 王賢華.華中科技大學(xué) 2007
[6]復(fù)合氧化物負(fù)載的鎳基催化劑上甲烷二氧化碳重整反應(yīng)及其機(jī)理研究[D]. 郭建軍.浙江大學(xué) 2005

碩士論文
[1]炭基催化體系下CH4-CO2重整反應(yīng)活性的研究[D]. 李彥軍.西北大學(xué) 2011
[2]炭催化CH4/CO2重整過程中積炭的研究[D]. 張猛.太原理工大學(xué) 2009
[3]炭催化CH4-CO2重整及炭催化劑中灰分和官能團(tuán)特性研究[D]. 張衛(wèi)東.太原理工大學(xué) 2009
[4]生物質(zhì)焦油催化轉(zhuǎn)化試驗(yàn)研究[D]. 孫海權(quán).山東理工大學(xué) 2009
[5]生物質(zhì)熱解油氣化實(shí)驗(yàn)與模擬研究[D]. 賀瑞雪.華中科技大學(xué) 2008
[6]整包秸稈的微波熱解特性研究[D]. 王濤.山東大學(xué) 2008
[7]Ni基催化劑的制備與甲烷二氧化碳重整制合成氣的研究[D]. 田玲.天津大學(xué) 2008
[8]生物質(zhì)焦油模型化合物催化轉(zhuǎn)化研究[D]. 徐鑫.山東理工大學(xué) 2008
[9]煤半焦在焦?fàn)t煤氣轉(zhuǎn)化制備合成氣中的作用[D]. 張華偉.太原理工大學(xué) 2005



本文編號：2932442

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