生物质基合成气制醇类燃料的研究和过程设计.pdf

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日强:Ⅵ牯咧弧踘日期:加//年雪月髟日学位论文原创性声明学位论文使用授权声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者:本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品,知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留或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;本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时,第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。
摘要生物质存在多种能源化利用方式,热化学法将生物质制成燃料是其中的一种。本文对生物质经热化学法制低碳醇进行了研究,重点研究的过程是:生物质经气化炉气化后制成粗合成气,经净化与调变后,在合适的低碳醇催化剂和合成工艺条件下,合成气转化成低碳醇。在该过程开发中,应当注意以下几个方面:生物质具有分散性与季节性,能量密度低,需要建立完善的原料收集体系;不同的气化炉产生的合成气组分不同,需要合理选取炉型;不同催化剂的氢碳比要求不同,选择时要兼顾气化炉出口气组成;醇燃料中燃料乙醇推广较为成熟;制醇联产可选电或其他化工产品;更多的标准和完善的醇燃料配送体系,利于醇类燃料走向市场化。对合成气制低碳醇的技术评述,重点放在了催化剂、催化合成工艺以及产物分离技术。目前,国内现有的催化剂存在选择性低和有烃类副产等诸多问题。浆态床反应器有很好的移除反应热的作用;两段反应器的设置利于改善醇合成的效果。低碳醇产物的分离方法主要是精馏法和分子筛脱水。对生物质热化学法制低碳醇的过程概念设计与研究,主要考察了合成气循环重整分率、甲烷转化率、虶炉并联、甲醇部分循环对过程的影响。通过模拟发现:频吞即脊蹋枰=。通过对建立的制醇模型分析发现:合成气的循环重整分率是影响过程的显著因素;甲烷转化率有必要提高;甲烷转化率提高,可降低过程的甲烷含量和提高过程的/摩尔比,不利之处是降低了合成气的循环重整分率;囊虢銎鸬交汉凸ひ仗跫淖饔茫荒有效降低过程的水与甲烷含量;谀芰坷蒙先杂懈慕挠嗟兀辉黾蛹状循环量具有降低/摩尔比的作用。总体而言,高甲醇循环量和高合成气循环重整分率均利于低碳醇生产。为降低过程的甲烷含量和提高物质利用率,建立了新的过程设计模型。新的模型中,主产品为燃料乙醇和合成天然气,副产品为硫和丙醇以上的低碳醇。新的模型没有集成提供源的电解水工艺或将部分进行甲烷化以生产天然气的工艺。然气哪P颓埃群蠼
行了直接脱除甲烷和增加变换装置的可行性分析。在酸气脱除装置后增加甲烷吸附装置,对降低过程的甲烷含量的效果比较好;引入了变换装置之后,可以实现%以上的甲烷脱除。对建立的联产模型进行进一步的衡算分析发现:新的工艺条件下,合成气在循环过程中,甲烷含量可以保持在较低的浓度,低碳醇的合成条件得到有效满足。不考虑醇类水蒸气重整时,每杨木可以生产乙醇.;杨木中.%的;2罚嘞碌腃以问排放;醇类重整反应计入和卣从Φ囊氩焕诠痰腃减排,但可增加燃料乙醇产量。关键词:生物质;合成气;燃料醇;低碳醇;过程设计;流程模拟;多联产摘要.,
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目录浴镏嗜然Хㄖ频吞即嫉墓谈拍钌杓朴胙芯俊摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.南鬃凼觥热化学法制醇应考虑的问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯合成气制低碳醇的技术评述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.生物质基合成气制醇的开发现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯过程概念设计的研究方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯频吞即嫉哪P徒ⅰ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.疚牡难芯糠椒ā的两种生物质制醇工艺比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯