印尼油砂与玉米秸秆共热解特性研究

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1、印尼油砂与玉米秸秆共热解特性研究Understandingtheco-pyrolysisbehaviorofIndonesianoilsandsandcornstraw学科专业：化学工程作者姓名：北鸿飞指导教师：张自生教授天津大学化工学院2017年5月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：

2、年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要热解是一种重要的资源转换利用技术，为了实现热解原料的高效清洁利用，本文使用热重分析和固定床热解实验进行了印尼油砂与玉米秸秆的共热解特性研究，以探讨两者在共热解过程中的协同作用。本文首先通过热重分析方法研究了印尼油砂与玉

3、米秸秆分别单独热解和共热解的热重特性，考察了升温速率和原料混合比例等条件对共热解特性的影响。热重分析的结果表明，在不同的升温速率、不同的原料混合比例下，共热解主要热解区间的最高失重速率处温度与理论值相比有所降低，失重速率有所增加，说明共热解的协同作用对其热解特性有一定的提升。采用固定床热解反应器对印尼油砂与玉米秸秆的共热解过程进行了系列研究，对比了四种热解工艺（干馏、氮气吹扫热解、减压热解和封闭减压热解）下液相产物收率的差异，并对较优的热解工艺进行了操作条件的优化，以实现共热解液相产物收率以及协同作用的最大化。结果表明，不同热解工艺的液相产物收率差异是由原料热解气的气相停留时间不同

4、造成的，采用减压热解和氮气吹扫热解两种热解工艺时原料有机成分的转化率更高。最后采用氮气吹扫热解工艺，对印尼油砂与玉米秸秆固定床分别单独热解及共热解特性进行了详细研究，对热解产物的收率及物化性质进行了全面的分析，以进一步验证印尼油砂与玉米秸秆共热解过程中存在的协同作用，并探讨协同作用对共热解产物分布与特性的影响。研究结果表明，与单独热解相比，共热解液相产物的收率有明显增加，液相产物中水分含量减少、大分子化合物含量减少、酚类/醇类化合物含量增多、醛类/酮类化合物含量减少。酚类和醇类化合物均可作为高附加值化学品生产的原料，而醛类化合物的存在会降低热解油的稳定性，因此印尼油砂与玉米秸秆共热

5、解油品化学成分的改善有利于提高其作为燃料及化学品原料的价值。关键词：油砂，玉米秸秆，共热解，协同作用IABSTRACTPyrolysisprocessplaysanimportantroleinenergyutilization.Inordertoconvertthepyrolysisfeedstocksinanefficientandcleanway,westudiedtheco-pyrolysisbehaviorsofIndonesianoilsandsandcornstrawusingthermogravimetricanalysis(TGA)andafixedbedreac

6、tor,soastoinvestigatethesynergeticeffectduringco-pyrolysisprocess.Inthiswork,thermogravimetricanalysiswasfirstconductedtostudythethermaldecompositionbehaviorsofindividualandblendfeedstocks.Theinfluenceofdifferentheatingratesandblendratiosontheco-pyrolysisbehaviorswasalsostudied.TheresultsofTGA

7、showedthatimprovedpyrolysischaracteristicsandhigherconversionwereobserved,indicatingaremarkablesynergeticeffect.Afixedbedreactorwasusedtoconductco-pyrolysisexperimentsofIndonesianoilsandsandcornstraw.Inordertoachievearelativelyhighconve