生物质基合成气合成低碳醇工艺研究.pdf

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1、AdissertationsubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterTheProcessStudyofProducingLow--CarbonAlcoholfromBiomassSynthesisGasByYuanguoChenSupervisor：Prof．PeiqinSunChemicalTechnologySchoolofChemicalEngineeringandEnergyMay2012学位论文原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，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文

2、不包含任何其他个人或集体己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．硒，之f列日期：夕毋，z年歹月三∥日学位论文使用授权声明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

3、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。学位论文作者：日期：勿，2年厂月留日摘要在石油替代的方案中，将生物质转化为液体运输燃料，是发展替代能源的一个方向，而生物质基合成气合成低碳醇是其中比较好的转化路径。生物质基合成气合成低碳醇工艺过程中，需注意：生物质气化方式的选择；醇合成催化剂的选择；醇合成产物的选择性等。本文首先从生物质基合成气合成低碳醇工艺出发，介绍了合成气来源和气化工艺；然后介绍了合成气制醇工艺以及醇合成催化剂，重点介绍了醇合成催化剂；最后对合成气合成低碳醇的热力学、动力学和反应机理进行了阐述。在此基础上，利用流程模拟软件Aspen建立GTI炉

4、生物质基合成气合成低碳醇模型，工艺流程包括原料的处理与干燥、气化、气体净化与调整和醇的合成与精制，主要考察了水煤气变换CO转化率、合成气重整分率、焦油重整和甲醇部分循环对工艺的影响，并添加了酸性气体去除单元和空分单元，整体上进行了质量和能量衡算。通过对建立的模型分析可知：就整体工艺而言，为满足合成气H2／CO摩尔比的要求，最佳的工艺条件为：合成气循环分率在O．4．0．6间，水煤气变换CO转化率为0．01．0．1左右；CO转化率对工艺过程有重要影响；过程中甲烷含量越低，醇产量越高；焦油重整转化率的提高，有利于醇的合成；甲醇循环分率与醇的产量成正比；能量利用需进一步改进。为更好的研究生物

5、质基合成气合成低碳醇工艺，建立了GTI炉和BCL炉模型以及其合成低碳醇模型，过程中主要将两对模型进行了工艺对比。通过GTI炉和BCL炉模型对比发现：GTI炉的产物中C02含量较高，而H2和CO的含量较低；水蒸汽不仅作为流化介质，而且参与部分高温反应；气化产生的焦都是高碳低硫生物质焦，与BCL炉相比，GTI炉C的利用有所提高，但还有很大的提升空间。在制醇工艺模型对比中发现：模拟值与文献值能够很好的吻合；工艺过程中都必须有效的去除水；GTI炉与BCL炉制醇工艺相比，碳的转化形式比例相似，都有很大的提升空间，GTI炉制醇工艺相比较而言，转化为乙醇以及其他低碳醇的效率更低，提升空间更大。为提

6、高生物质的利用率和整体工艺的经济性，建立了联产天然气模型和热电联产模型，在联产天然气模型中，考虑了三种可行方案，综合考虑，气体净化与调整后添加模型不影响甲烷重整，塔器中的含量也相对比较低，效果比较IAbstracthltheprogramofalternativestooil，biomassconversiontoliquidtransportationfuelsisonedirectionofthedevelopmentofalternativeenergy,whileproducinglow-carbonalcoholfrombiomasssynthesisgasisoneoft

7、hebetterconversionpathinthisdirection．Intheprocessofproducinglow—carbonalcoholfrombiomasssynthesisgas，somethingshouldbenoted：theselectionofbiomassgasificationway；theselectionofalcoholsynthesiscatalystandtheselectivityofalcoholsynt