生物质催化热解制备芳烃类产物的研究

《生物质催化热解制备芳烃类产物的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、UniversityofScienceandTechnologyofChina硕士学位论义生物质俄化热鮮制备苦经类户■物的研免论文题目陈怡作者姓名可再生法净能源学科专业朱錫锋教授导师姓名〇一五年五月完成时间肀函科嗲技水大嗲硕士学位论文生物质催化热解制备芳烃类产物的研究作者姓名：陈怡欣学科专业：可再生洁净能源导师姓名：朱锡锋教授完成时间：UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationformaster'sdegreeResearchonArenesProductionfromBiomassFastCatalyticP

2、yrolysisAuthor'sNameYixinChen:Speciality:RenewableCleanEnergySupervisor:Prof.XifengZhuFinishedtime:May8th,2015中国科学技术大学学位论文原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研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：签字日期：彡‘中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中

3、国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，§卩：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。一开口保密（年）作者签名：為、硌导师签名：签字日期：签字日期：石丄摘要摘要生物质作为一种可再生能源，来源广泛，具有替代化石燃料的应用前景。生物质快速热解制备生物油技术因具有周期短、成本低、效率高等优点，受到各界广泛关注。但是，热解制备的生物油

4、同时具有含氧量高、酸性强、粘度大、能量密度低等缺点。正是由于这些缺点，生物油无法直接应用于现有的内燃机。为了将其应用于现有的内燃机，必须对生物油进行脱氧处理，以提升生物油品质。快速催化热解技术可以通过对生物质热解气进行催化处理，获得富含芳烃类产物的生物油，从而提高生物油品质。基于此背景，本文的研究包括以下四个方面：、研究生物质热解液化技术的调控机理生物质快速热解是一种可以有效利用木质纤维素类生物质的技术，其热解过程极其复杂，受到原料种类及多种实验条件的影响。生物质快速热解一般在缺氧和中温°条件下进行，生成气、液、固三种产物。核桃壳作为一种常见农林废弃物，广泛种植于亚洲、欧

5、洲和南美洲。为了有效利用干果壳类生物质，选用产自安徽宁国的山核桃壳作为实验原料，进行了快速热解实验的研究。实验利用装置，分别考察了热解温度和热解时间对热解产物分布的影响，以及在特定实验条件下对液体产物的组分性质进行分析。实验发现，热解产物的量随热解温度的上升呈现先上升后下降的趋势，且在°左右达到峰值。最优实验条件为°和热解主要产物中含有大量的杂酚类和少量的小分子醇、醛、烃类化合物。、新型催化剂的制备与表征通过等体积浸制法和程序升温还原法制备碳化钨负载的催化剂，并通过调节浸制液中钨酸铵的浓度获得不同负载量的目标催化剂利用比表面积孔径分析仪对目标催化剂进行表征，发现目标催化剂

6、比较面积较高、孔径均一。和图显示，制备的催化剂金属碳化钨负载均勻、催化剂粒径均一，且催化剂制备过程对载体原本形态并无较大影响。、研究新型催化剂对木质素催化热解的效果以获取富含芳烃类化合物的生物油为目标，通过进行木质素快速催化热解实验，在研究碳化钨负载量、热解温度、催化剂使用量对热解芳烃类产物分布的影响基础上，考察新型催化剂的催化效果及其稳定性。实验发现，该催化剂能够有效地促进生物质热解气中单环芳烃的形成，且具有良好的催化稳定性。在最优实验条件下，即催化剂的摘要、温度°时，芳烃类产率达到约，单环芳烃的选择性可达。、催化剂的催化路径和催化机理基于热解产物分析，提出了目标催化剂

7、的催化路径，主要分为四步。第一步，木质素裂解成大分子聚合物，中间体化合物以及小分子化合物，主要包括，和。中间体化合物包括四种典型化合物：苯酚、甲苯酚、愈创木紛和二甲氧基苯酚。这些中间体可以扩散至催化剂的孔道中。第二步，催化脱水过程，苯环上的羟基被移除，使酚类得以转化为芳烃类物质。同时，部分中间体发生脱水、脱羰基及聚合反应，从而生成稠环化合物，而稠环化合物进一步反应形成积碳。水分的存在有利于碳发生水煤气转化反应，为催化加氢脱氧反应提供氢气。第三步，含有甲氧基的芳环物质上的键发生断裂，形成粉类。甲基一方面转化成甲烷，另一方面由于协