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《郑州大学》 2004年
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生物质秸秆气合成甲醇工艺研究

许庆利  
【摘要】:近年来,由于大量使用化石燃料,严重污染环境。而且由于化石燃料匮乏,寻找一种新的、可再生的、无污染的能源是件迫在眉捷的事情。生物质作为高效和廉价的太阳能浓缩储存方式,利用当今世界高科技的成果,可使其转变为高品质能源—燃料甲醇。所以不论从农村能源开发,还是从环境保护出发,研究生物质能源的转变都是一项迫在眉睫的重大课题。同时,在我国开展生物质的综合利用有着十分重要的社会、经济效益。 在对气化过程中的气化炉进行选择时,考虑到循环流化床气化反应器可以制出优质的秸秆气。但设备投资大,生产成本高,不适合我国国情。本论文采用已经在国内推广应用的XFF-1000型下吸式固定床气化炉气化。 对玉米秸秆发热量以及秸秆气成份做定量分析,结果表明,秸秆气中氢气大约12.60%,而一氧化碳、二氧化碳含量大约为:15.80%、12.50%,氢碳比不能得到化学反应的需求。还含有55.00%氮气和1.4%的甲烷,对合成反应来说是惰性气体,对反应不利。可以采用变压吸附的方法(除掉大量的氮气)和变换、脱碳的方法来调节氢碳比。本实验采用配氢的方法来调节氢碳比。同时秸秆气中还含有少量的焦油、硫化物、氧气等物质可以造成合成反应的铜基催化剂失活。因此,本文对秸秆气进行脱硫、脱氧、除焦等实验研究。最后得到优质的秸秆合成气。 以直流流动等温积分反应器为实验装置,对秸秆气催化合成燃料甲醇技术进行实验研究。研究了空速、压力、温度等对秸秆气合成甲醇的影响。使用C301、C302、NC306铜基催化剂,通过实验优选出合适的催化剂,结果表明,C301铜基催化剂是比较合适的催化剂。然后通过正交实验和单因素实验,对秸秆气催化合成燃料甲醇工艺进行实验研究,得出较合适的工艺参数为:质量空速8000 L·kgcat~(-1)·h~(-1)、压力5.0MPa、温度235℃。 本文对铜基催化剂失活做了初步研究。测定了催化剂的比表面积、X-Ray等。发现使用后催化剂比表面积比使用前降低较多,最高可降低55.0%。比表面积降低引起催化剂活性降低。另外,使用后铜晶粒长大也引起催化剂活性降低。催化剂失活的原因:一是高温下秸秆气中含有的少量焦油析炭引起的:二是秸秆气中含有少量的氧气,在高温、高压下可以把催化剂烧结。
【学位授予单位】:郑州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TQ223.1

【引证文献】
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【相似文献】
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