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原始生物油及生物质碳的电催化制氢的研究

作　者: 李兴龙
导　师: 李全新
学　校: 中国科学技术大学
专　业: 物理化学
关键词: 生物油 生物质炭 电催化 水蒸气重整 氢气
分类号: TQ116.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


生物质是一种新兴的洁净能源,由于其具有可再生,洁净,存在广泛,价格低廉等特点,同时氢气具有高附加值等优势,生物质制氢在目前很被看好。生物质能虽然有很大的诱惑,但从目前的技术看,还是有很多需要迫切解决的技术问题,如提高绝对氢产率,降低处理所需费用等。要想使生物质大规模的被人类所利用,必须使其商业化。本文在双固定床上应用电催化水蒸汽转化制氢的方法,使用成熟的工业Ni-Al2O3和CuZn-Al2O3催化剂对生物质热裂解产物-原始生物油和生物质炭进行制氢研究:（1）对原始生物油进行催化水蒸汽重整研究;（2）对生物质炭进行催化水蒸汽转化研究;（3）对原始生物油和生物质炭同时进行催化水蒸汽转化研究。分别探讨了转化温度和通入电阻丝的电流对绝对氢产率、碳转化率和产物气体组分的影响,得出如下结果:一、反应温度的影响通过分别对原始生物油制氢、生物质炭制氢、原始生物油和生物质炭同时制氢进行研究,得出:在相同电流（0A）的情况下,随着反应温度的升高,三个实验的绝对氢产率、碳转化率和产物气体组分中的氢气和一氧化碳的含量都升高。得到在800℃,0A时,三个实验的绝对氢产率分别为:68.5g/kg、43.06g/kg、102.67g/kg;碳转化率分别为80.5%、88.85%、82.0%。二、电流的影响分别对原始生物油制氢、生物质炭制氢、原始生物油和生物质炭同时制氢进行研究,得出:在相同温度下,随着通入电流的增加,三个实验的绝对氢产率、碳转化率和产品气体组分中的氢气和一氧化碳的含量都升高。得到在800℃,3A时,三个实验的绝对氢产率分别为72.9g/kg、45.7g/kg、110.9g/kg;碳转化率分别为84.2%、94.4%、88.3%。三、温度和电流影响的原因本文分析了温度和电流对制氢影响的原因,得出较高的温度有利于原始生物油的裂解,也有利原始生物油和生物质炭与水蒸汽反应。电流的局部过热效应和发射的热电子有利于原始生物油和生物质炭与水蒸汽反应制氢。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 研究背景与文献综述  9-31
  1.1 前言  9-10
  1.2 氢能  10-13
    1.2.1氢能简介  10-12
    1.2.2 氢能的提取方式  12-13
  1.3 生物质  13-24
    1.3.1 生物质简介  13-14
    1.3.2 生物质利用现状  14-15
    1.3.3 生物质制氢  15-24
  1.4 本文的目的与新进展  24-26
  参考文献  26-31
第二章 电催化水蒸汽重整原始生物油制氢的研究  31-43
  2.1前言  31
  2.2 实验部分  31-34
    2.2.1 原始生物油原料  31
    2.2.2 催化剂  31-33
    2.2.3 原始生物油制氢反应系统  33
    2.2.4 原始生物油制氢反应的操作流程  33
    2.2.5 实验参数的测量和定义  33-34
  2.3 结果和讨论  34-41
    2.3.1 重整温度对原始生物油制氢的影响  34-36
    2.3.2 通入电阻丝的电流对原始生物油制氢的影响  36-41
  2.4 小节  41-42
  参考文献  42-43
第三章 电催化水蒸汽转化生物质炭制氢的研究  43-53
  3.1前言  43
  3.2实验部分  43-45
    3.2.1 生物质炭原料  43
    3.2.2 催化剂  43-44
    3.2.3 生物质炭制氢反应系统  44
    3.2.4 生物质炭制氢反应的操作流程  44-45
    3.2.5 实验参数的测量和定义  45
  3.3 结果和讨论  45-51
    3.3.1 生物质炭和催化剂混合物固定床的温度对生物质炭制氢的影响  45-47
    3.3.2 通入电阻丝的电流对生物质炭制氢的影响  47-51
  3.4 小节  51-52
  参考文献  52-53
第四章 电催化水蒸汽同时转化原始生物油和生物质炭制氢的研究  53-63
  4.1前言  53
  4.2实验部分  53-55
    4.2.1 原始生物油和生物质炭原料  53
    4.2.2 催化剂  53
    4.2.3 原始生物油和生物质炭同时制氢反应系统  53-54
    4.2.4 原始生物油和生物质炭同时催化转化制氢反应的操作流程  54
    4.2.5 实验参数的测量和定义  54-55
  4.3 结果和讨论  55-61
    4.3.1 生物质炭和催化剂混合物固定床的温度对制氢的影响  55-56
    4.3.2 通入电阻丝的电流对原始生物油和生物质炭同时制氢的影响  56-61
  4.4 小节  61-62
  参考文献  62-63
总结与展望  63-65
致谢  65-66
攻读硕士学位期间发表学术论文目录  66

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 基本无机化学工业 > 工业气体 > 氢气
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