ntp协同hzsm-5在线催化裂解提质生物油试验及机理研究

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1、分类号TK6密级公开UDC662.7编号10299S1304051硕士学位论文NTP协同HZSM-5在线催化裂解提质生物油试验及机理研究ExperimentalandMechanismStudyonOnlineUpgradingofBio-oilUsingtheMethodofNTPAssistedHZSM-5CatalyticCracking作者姓名赖志豪指导教师赵卫东副教授江苏大学汽车与交通工程学院申请学位级别工学硕士专业名称动力机械及工程论文提交日期2016年4月论文答辩日期2016年5月学位授予单位和日期江苏大学2016年6月答辩委员会主席______________评阅人___

2、___________2016年5月NTP协同HZSM-5在线催化裂解提质生物油试验及机理研究ExperimentalandMechanismStudyonOnlineUpgradingofBio-oilUsingtheMethodofNTPAssistedHZSM-5CatalyticCracking专业名称动力机械及工程指导教师赵卫东副教授研究生赖志豪江苏大学二零一六年五月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机

3、构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月日学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊（光盘版）电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供

4、查询。论文的公布（包括刊登）授权江苏大学研究生处办理。本学位论文属于不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日江苏大学硕士学位论文摘要生物质是一种储量大、来源广且价格低的可再生能源，具有替代化石燃料的巨大潜力。生物质热解液化是生物质能利用的主要技术之一，但其产物生物油因氧含量高、热值低、腐蚀性强等特性难以直接应用，需要对其进行提质。由于催化裂解的反应条件温和以及成本低，因此被广泛用于生物油提质，但该项技术的催化剂在作用过程中易产生结焦失活，造成精制生物油品质降低，需要进一步深入研究。本文针对生物油催化裂解提质过程中存在的技术问题，提出了低温等离子体（Non-thermalPl

5、asma，NTP）协同分子筛催化剂在线催化裂解提质生物油的解决方案。为此，设计了基于介质阻挡放电（DielectricBarrierDischarge，DBD）工作原理的NTP辅助催化裂解反应器，研究了体系压力、催化剂床层高度、放电区温度和催化剂粒径等参数对反应器工作性能的影响。在此基础上，以油菜秸秆为热解原料，开展了NTP协同HZSM-5分子筛在线催化裂解提质生物油的试验及理论研究，探讨了NTP协同HZSM-5催化裂解提质生物油时，精制生物油的热值、含氧量和油相产率随催化剂温度、催化剂床层高度、反应器放电功率等参数的变化规律，并分析了NTP协同作用对精制生物油品质和催化剂抗结焦性能的影

6、响。全文主要内容及结论如下：（1）NTP辅助催化裂解反应器设计及其工作性能。基于DBD基本理论，采用同轴圆柱电极结构，设计了一套将催化剂置于放电区域内部的NTP辅助催化裂解反应器，系统探究了体系压力、催化剂床层高度、放电区温度和催化剂粒径等参数对反应器放电功率的影响规律。结果表明，放电区温度的升高、体系压力的降低、催化剂床层高度的增加均有利于提高放电功率，而随催化剂粒径的增加，放电功率呈先升高后降低的趋势。在此基础上，优选了NTP协同催化裂解提质系统的结构及操作参数，将体系压力和催化剂粒径确定为5kPa和4mm。（2）生物质原料选择与NTP协同HZSM-5提质生物油研究。对棉花秸秆、水稻

7、秸秆、油菜秸秆、谷草和松叶五种常见的生物质进行了元素及工业对比分析，结果表明，油菜秸秆具有氮硫含量低、水分和灰分适中、挥发分含量较高等特点，INTP协同HZSM-5在线催化裂解提质生物油的试验及理论研究因此将其确定为试验用生物质原料。进行了NTP协同HZSM-5在线提质油菜秸秆热裂解蒸汽的试验，研究了催化剂温度、催化剂床层高度和反应器放电功率对精制生物油热值、氧含量和油相产率的影响，并探讨了NTP协同催化作用对精制油品质和催化剂抗结