負(fù)載型固體堿催化劑催化真空裂解生物質(zhì)的研究.pdf

1、PREPARATIONOFSUPPORTEDBASECATALYS0|NVACI入MPYROLYSIS0FBIOMASSADissertationSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYShaohengSupervisedbyProfXiaoGuominSchoolofChemistryandChemicalEngineeringS

2、outheastUniversityDecember2013摘要摘要近年來，隨著石油、天然氣等不可再生資源儲量日益減少，而需求量卻不斷增加，能源問題逐漸成為國內(nèi)外學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn)。生物質(zhì)能作為可再生能源具有很好的發(fā)展前景。開發(fā)利用生物質(zhì)能可以緩解我國能源和環(huán)境壓力，是建立可持續(xù)發(fā)展能源系統(tǒng)的有效措施，而熱化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)是生物質(zhì)利用的主要途徑之一。其中，裂解技術(shù)能夠?qū)⑸镔|(zhì)轉(zhuǎn)化為高品位的液體燃料生物油或高附加值產(chǎn)品，因而受到廣泛研究。以生物

3、質(zhì)為原料進(jìn)行催化裂解，可以提高液體燃料生物油的收率以及高附加值產(chǎn)品的選擇性。本論文以-／-A1203為載體，制備了負(fù)載CaO、MgO、ZnO等金屬氧化物催化劑，并在真空裂解反應(yīng)裝置中考察了催化劑的生物質(zhì)裂解反應(yīng)性能，采用XRD、IR對催化劑進(jìn)行表征，采用GC—MS、IR等方法對產(chǎn)物生物油進(jìn)行表征，并對生物質(zhì)裂解主要產(chǎn)物的用途進(jìn)行了初步探索。對ZnO／v—A1203、MgO／7-A1203、CaOPtA1203三種負(fù)載型催化劑進(jìn)行了生物質(zhì)

4、催化真空裂解的研究，在反應(yīng)溫度500℃，反應(yīng)時(shí)間1h，催化劑用量20wt％的條件下，反應(yīng)結(jié)果表明CaO／7A1203具有較高的催化活性，而其它兩種催化劑對反應(yīng)幾乎沒有催化效果。在生物質(zhì)催化真空裂解反應(yīng)中，裂解產(chǎn)物以液相生物油為主，生物油產(chǎn)量高于固相產(chǎn)物和氣相產(chǎn)物之和。在CaOh／A1203系列催化劑中，隨著CaO含量的變化，會(huì)影響到催化劑載體表面活性中心的分布情況和數(shù)量。當(dāng)CaO的含量為20CaOPtA1203時(shí)，催化劑的活性達(dá)到最高。

5、分別研究了反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度和催化劑用量對木屑真空裂解的影響，當(dāng)CaO含量20CaO／7m203，反應(yīng)時(shí)間1h，反應(yīng)溫度500℃，催化劑用量20wt％時(shí)，以及生物質(zhì)50g，真空度1000Pa，升溫速率10“C／min的條件下進(jìn)行催化真空裂解反應(yīng)，得到的生物油最多，木屑生物油產(chǎn)量達(dá)到2928g，收率為5856％。分別研究了反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度和催化劑用量對秸稈真空裂解的影響，當(dāng)CaO含量20CaOh／A1203，反應(yīng)時(shí)間1h，反應(yīng)溫度500