生物质（秸秆）气合成甲醇工艺及动力学研究

【摘要】： 本研究是结合河南省科技厅科技攻关项目“低热值农业废弃物燃气催化合成甲醇技术研究”进行的。通过对“生物质合成甲醇技术研究进展”、“生物质(秸秆)热化学法制甲醇合成气试验”、“秸秆类生物质催化合成甲醇试验”、“秸秆合成气制甲醇工艺条件优化试验”、“秸秆合成气合成甲醇的动力学和热力学试验”等方面的系统研究，获得了一系列关于生物质(秸秆)气合成甲醇技术方面的相关数据和规律性认识，为我国秸秆类生物质合成甲醇技术领域的研究开发和应用进行了有益的探讨研究。主要研究成果如下： 1、查阅了国内外大量相关研究资料，对以下内容进行了系统详细的文献综合分析研究。①生物质气化技术研究概况；②生物质制甲醇技术工艺类型；③影响生物质制气技术的因素；④生物质制甲醇合成气的技术研究现状；⑤生物质合成甲醇催化剂的研究概况；⑥现有生物质气化催化制甲醇技术存在的问题。 2、研究了下吸式固定床气化炉生产的玉米秸秆低热值燃气的脱硫、除氧、分解焦油、净化、配氢等技术工艺，制备出合成甲醇的优质秸秆合成气。 3、以直流流动等温积分反应器为试验装置，使用国产C301铜基催化剂，在5MPa压力下对秸秆合成气催化合成甲醇技术进行试验研究，寻找影响CO转化率、CO_2转化率、甲醇时空收率的重要因素，通过试验数据处理，找出了它们之间的规律。 4、对秸秆合成气催化合成甲醇技术工艺进行试验研究，对影响催化合成工艺技术参数如压力、温度、催化剂、催化剂粒度、合成气进口流量、 河南农业大学博十学位论文 秸秆合成气组成等进行逐一优化试验。优选出秸秆合成气生产甲醇的最佳 技术工艺方案。为生物质(秸秆)气制甲醇中试研究提供了科学和实用的 参考依据。 5、对秸秆合成气催化合成甲醇动力学特性进行试验研究。建立了L一H 型本征动力学模型，优选出动力学模型参数，并对模型进行统计检验和方 差分析，结果表明动力学模型高度显著，该模型方程反映了秸秆合成气合 成甲醇体系的动力学变化规律。 6、应用SHBwR状态方程，研究了加压下秸秆合成气甲醇合成体系的 总反应热、平衡常数及平衡体系组成。为生物质(秸秆)气合成甲醇的中 试设备设计制造提供基础参数。 本文是以解决农业废弃物(玉米秸秆)高新转换技术难题为目的的研 究论文，着力点放在基础研究上，因为国内利用秸秆作原料气合成甲醇方 面的研究尚无报道，因此论文在试验方面只能借鉴以天然气、煤等为原料 合成甲醇方面的研究成果，难免在方法上有不当之处，但研究取得的结果 对秸秆合成气合成甲醇的技术中试和合成设备设计起到有效的指导作用。 【关键词】：秸秆 甲醇合成 铜基催化剂 动力学模型 等温积分反应器 热力学
【学位授予单位】：河南农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TQ223.1
【目录】：

• 致谢3-4
• 目录4-8
• 中文摘要8-10
• 第一章 绪论10-28
• 1 生物质合成甲醇技术的国内外研究现状11-22
• 1.1 国外研究现状12-20
• 1.2 国内研究状况20-22
• 2 存在的问题22-23
• 3 研究课题的确定与总体研究思路23-28
• 3.1 研究的意义23-26
• 3.2 总体思路26-28
• 第二章 秸秆类生物质热化学法制甲醇合成气的试验研究28-36
• 1 秸秆类生物质热化学法制原料气28-32
• 1.1 秸秆类生物质特性28-30
• 1.2 秸秆原料气制备试验30-32
• 1.2.1 试验设备30-31
• 1.2.2 试验材料制备31
• 1.2.3 原料气制备31-32
• 2 秸秆类生物质制合成气试验32-35
• 2.1 生物质(秸秆)原料气纯化试验32-34
• 2.1.1 原料气脱硫32-33
• 2.1.2 原料气脱焦、除氧33-34
• 2.2 生物质秸秆合成气制备试验34-35
• 2.2.1 甲醇合成的理论碳氢比34
• 2.2.2 秸秆合成气配制试验34-35
• 3 本章小结35-36
• 第三章 秸秆类生物质催化合成甲醇试验研究36-59
• 1 甲醇合成方法与工艺流程36-39
• 1.1 甲醇的一般合成方法与催化剂36-38
• 1.2 甲醇合成工艺流程的确定38-39
• 2 试验部分39-43
• 2.1 主要试验设备39-40
• 2.2 催化剂的制备与还原40-41
• 2.3 试验流程与试验条件的确定41-43
• 2.4 试验数据的测试分析方法43
• 3 试验结果与分析43-58
• 3.1 物料衡算方法43-46
• 3.1.1 试验检测数据43-44
• 3.1.2 物料衡算公式44-46
• 3.2 物料衡算结果46-51
• 3.3 试验结果分析51-58
• 3.3.1 温度对试验结果的影响56-57
• 3.3.2 进口流量对试验结果的影响57
• 3.3.3 催化剂粒度对试验结果的影响57
• 3.3.4 经济效益预测57-58
• 4 本章小结58-59
• 第四章 秸秆合成气制备甲醇工艺条件试验研究59-76
• 1 试验设计59
• 1.1 试验设备与材料59
• 1.2 试验方法与条件59
• 2 试验部分59-75
• 2.1 正交试验60-63
• 2.1.1 试验条件60
• 2.1.2 因素水平表的制定60
• 2.1.3 试验数据的测试60-61
• 2.1.4 试验结果与分析61-63
• 2.2 温度优选试验63-64
• 2.3 压力优选试验64-66
• 2.4 秸秆合成气配比优选试验66-68
• 2.5 催化剂优选试验68-72
• 2.6 催化剂粒度优选试验72-73
• 2.7 进口合成气流量优选试验73-75
• 3 本章小结75-76
• 第五章 秸秆合成气合成甲醇的动力学试验研究76-88
• 1 试验部分76-78
• 1.1 试验材料制备76-77
• 1.2 合成试验设备及流程77
• 1.3 试验条件及方法77-78
• 2 试验结果与分析78-86
• 2.1 模型建立78-82
• 2.2 参数估值方法82-83
• 2.3 动力学方程的建立83-86
• 2.3.1 秸秆合成气合成甲醇的动力学方程83-84
• 2.3.2 甲醇合成动力学方程的统计检验84-86
• 3 本章小结86-88
• 第六章 秸秆类生物质合成甲醇的热力学性质研究88-98
• 1 试验部分88-89
• 1.1 试验主要仪器设备88
• 1.2 试验材料88-89
• 1.3 试验条件与方法89
• 1.4 试验结果89
• 2 秸秆合成气合成甲醇反应的反应热89-94
• 2.1 秸秆合成气反应体系的密度及参数89-91
• 2.2 秸秆合成气合成甲醇反应的反应热91-94
• 2.2.1 理想气体反应热的计算91
• 2.2.2 等温焓差的计算91-92
• 2.2.3 甲醇合成反应热的计算92-94
• 3 合成甲醇反应的平衡常数及平衡组成94-97
• 3.1 K_f的计算94-95
• 3.2 加压下平衡常数K_P与平衡浓度y_i的计算95-97
• 4 本章小结97-98
• 第七章 结论与建议98-100
• 1 主要结论98-99
• 2 建议99-100
• 参考文献100-107
• 英文摘要107-109
• 博士期间主要科研工作和论文109

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

以铜渣为催化剂的松木屑气化特性实验研究    岳旭飞

木薯渣热解气化的研究    岳金方

流化床生物质气化工艺中的典型相关分析    赵雅明,王翠艳,白轩

C302铜基催化剂上甲醇合成的动力学研究 Ⅰ.动力学模型    李建伟,李成岳,蒋小川,屈锦华

LC308型合成甲醇催化剂的工厂模试    高俊文,张勇,王亚利,杜彩霞,周晓奇

生物质能源的转化及应用    荣桂安

反应条件对生物质焦气化反应动力学的影响    吴亭亭,曹建勤,魏敦崧,闻望

循环流化床燃烧及气化反应数学模型的概述    房倚天,周政,王洋,张碧江

三相床甲醇合成新工艺工程开发研究    王存文,朱炳辰,丁百全,房鼎业

生物质热解气化技术的评价    张无敌,夏朝凤,宋洪川

甲醇的技术进展及市场分析    黄晓江,刘宝山,李好管

生物质固定床气化过程的研究    喻霞,魏敦崧

地基土工实验数据的随机-模糊统计原理及方法    李胡生;

考虑制造和安装误差的桁架结构可靠性计算    余俊;寇新建;刘兴磊;

基于Excel的空调节能设备实验数据处理    郑慧凡;范晓伟;李安桂;张定才;

城市工业废水排放量灰色预测的研究    王辉;孙世群;熊鸿斌;

水文分析与计算中的假设检验    邵艳

农作物秸秆利用技术现状及发展对策    王璐;肖健;

利用生物质废弃物生产生物基产品    毛渺浩;刘斌;

我国农作物秸秆综合利用与循环经济    任仲杰;顾孟迪;

生物质气化副产物(焦油)资源化利用的经济效益分析    王素兰;宋宏杰;张全国;

烟台地区调整农村能源结构推广沼气技术初探    王建亮;刘庆军;王玉梅;

生物质自热式热解液化研究与应用    朱锡锋;郭庆祥;陆强;

生物质焦油处理方法的国内研究现状及发展    杨玉琼;梁杰;宣俊;

采用三种反应器模型对合成氨原料气醇化反应过程模拟计算的比较分析    田薇雯;王君;李静;

流化床生物质CO_2催化气化模拟分析    张建社;郭庆杰;

F-T合成烃分布动力学研究Ⅱ模型计算与讨论    滕波涛;郑绍成;刘亚;郑人卫;

生物质水蒸汽气化催化制氢研究进展    李凤仙;李春迎;冯雪;张媛;吕剑;

深基坑周边建筑物及地面垂直变形数据分析    李宏超;

矿山选厂设备维修预测专家系统的开发    郭年琴;梁玉;黄鹏鹏;吴陆恒;卢小明;

生物质成型燃料加工装备发展现状及趋势    俞国胜;侯孟;

云南省生物质气化技术研究现状    徐庆贤;谢建;张无敌;宋洪川;尹芳;李建昌;

污泥热解制取富氢燃气实验及机理研究    熊思江

无控制Ⅱ型动量交换型径向流反应器催化剂封和床层流场行为的研究    李瑞江

秸秆类生物质流态化燃烧特性研究    秦建光

东北地区温室生物质能量供给系统及控制方式研究    王治刚

联合循环电站改造为IGCC和甲醇联产系统的研究    周贤

非木材纤维木素在不同热化学条件下的产物形成规律与调控途径    娄瑞

生物质焦油燃烧动力学及其燃料特性实验研究    张全国

纤维素快速热解机理的分子模拟研究    黄金保

生物质炭催化重整热解焦油技术研究    尤占平

水平浓淡煤粉燃烧器内气固流动特性研究    管晓艳

生物质快速热解制生物质油的实验研究    胡兴涛

膨化技术制备颗粒饲料的研究    臧艳茹

1000kW分布式无焦油农林废弃物气化发电系统    徐君强

12MW生物质能发电厂综合自动化系统研究    刘婷婷

NC309型甲醇合成催化剂的动力学研究    柳祥伟

生物油低温催化加氢预处理    李其义

木质素热裂解行为的试验研究    王凯歌

农林生物质气化炉开发及试验研究    金亮

以铜渣为催化剂的松木屑气化特性实验研究    岳旭飞

铜渣催化热解气化生物质的实验研究    赵鲁梅

木屑气化制氨合成气工艺研究    白轩

贵金属铂对镍基催化剂上萘转化性能的影响    李增喜,陈霄榕

智利铜炉渣贫化方法概述    陈远望

从炼铜厂炉渣中回收铜铁的研究    王珩

生物质催化气化制取富氢燃气的研究    吕鹏梅,熊祖鸿,常杰,付严,陈勇

生物质气化过程催化剂应用研究进展    吕鹏梅,常杰,王铁军,付严,陈勇

闪速炼铜转炉渣浮选尾矿综合利用的研究    张荣良

木质原料催化气化的研究    蒋剑春，金淳

生物质的裂解及液化    杨敏,宋晓锐,邓鹏飞,杨辉荣

生物质流态化催化气化技术研究    张进平,蒋剑春,金淳,应浩,戴伟娣,刘石彩

生物质热化学转化行为特性和工程化研究    蒋剑春

生物质热裂解机理试验研究    谭洪

生物质气化技术及BIGCC系统性能的研究    宋鸿伟

生物质催化气化及焦油裂解的研究    孙云娟

木薯渣秆热解动力学特性及其气化过程模拟的应用研究    陈伟强

原位红外化学捕获方法研究低碳混合醇合成反应机理    胡剑利,朱起明,李晋鲁,刘崇微,刘金尧,袁乃驹

CuO/ZnO/ZrO_2催化剂上CO_2加氢反应机理的研究    毛利群,徐征,千载虎,黄家生,林治银,徐奕德

燃煤循环流化床燃烧的综合数学模型    骆仲泱,岑可法,倪明江

国外催化剂市场概况(续完)    赵骧;

铜基甲醇合成催化剂失活原因的探讨    周广林,房德仁,程玉春,杨玉兰

高温空气燃烧技术──21世纪关键技术之一    周怀春,盛锋,姚洪,郑楚光

天然气综合利用评析(下)    汪寿建

21世纪以煤和天然气为原料的C_1化学    孟宪申

农作物秸杆的蒸爆处理与无胶纤维板的制造    陈育如,欧阳平凯

三相床甲醇合成研究进展    丁百全,秦惠芳,朱炳辰,房鼎业

辉光放电等离子体对合成甲醇用铜基催化剂的改性作用    徐慧远;储伟;慈志敏;

铜基催化剂上合成甲醇的过渡应答研究——Ⅱ.反应机理研    高森泉,朱起明

应用高科技手段　把资源优势转化为经济优势　实施秸杆综合利用　促进新世纪可持续发展    陈永祥,戴琼

秸秆发电谱写童话    

合成甲醇铜基催化剂失活研究进展    易丽丽;国海光;郇昌永;

影响玉米秸秆微生物降解制肥的因素浅析    刘睿倩,宋金柱,宋颖琦,杨谦,杜金哲

秸秆变废为宝 群众告别柴火 咸阳千户农民将用“天然气”    柯平

秸秆饲料加工机械现状及进展    于海燕,刘向阳

秸杆的利用与深加工    张雪松,朱建良

秸秆气合成燃料甲醇    孙晓波;雒廷亮;许庆利;曹文豪;任珂;刘国际;

变废液为肥料 实现秸秆返田    王飞;李华;孙超;李长云;

河南省秸秆资源综合利用现状分析及建议    刘亚平;魏蒙关;李洪岐;

秸秆在土壤中的养分释放动态研究    温明霞;林德枝;易时来;李学平;孟涛;石孝均;

秸秆环保超强木地板及制造方法的研究    杜建;安成立;冀炜;张永科;常宗堂;邢宏宜;贾涛;王俊峰;王天泉;惠建忠;孙茂田;王晓梅;

秸秆氧化气化气不宜做炊事燃气    孙明湖;咸惠军;南方;

秸秆预处理技术对比研究    周礼;吴达科;谢春燕;

秸秆工业分析组成的近红外漫反射光谱(NIRS)分析研究    皇才进;韩鲁佳;刘贤;杨增玲;

秸秆利用机械技术及产业化研究进展    上官永;朱虎良;文喜梅;田英申;王文静;

废弃秸秆做生产原料进行产业化精、深加工的技术探讨    孙红闯;

纤维素分解菌剂对水稻秸秆田间降解效果的影响    金海洋;姚政;杨建军;蒋小华;查健生;

秸秆发电：多赢产业为何冷眼相看    古文洪

秸秆压块饲料有啥优势    

我市为秸秆找到五条出路    

蔬菜“吃”秸秆产量高    本报记者 兰俊君 实习生 吴明新

秸秆可作清洁能源    李玉芳　闫艳 高杰

秸秆烧出贵过大米的“超低炭”    顾日升 袁开建

我省“秸秆法规”正式出台    

6月1日起露天焚烧秸秆将受罚    记者 许兵 通讯员 杨丽

富民板业 小秸秆做出大文章    本报记者 周璐璐　周慧敏

秸秆能源化项目将受扶持    记者 何彭鹏

生物质（秸秆）气合成甲醇工艺及动力学研究    朱灵峰

生物质（秸秆）成型燃料燃烧动力学特性及液压秸秆成型机改进设计研究    马孝琴

脱硫、换热、合成甲醇三功能集成反应器的研究    王桂轮

生物质（秸秆）纤维燃料乙醇生产工艺试验研究    宋安东

合成甲醇反应器流向变换强制周期操作的模型化研究    陈晓春

影响秸秆营养价值的作物学因素及复合化学处理的效果研究    闫贵龙

二氧化碳催化加氢直接合成二甲醚的研究    赵彦巧

秸秆热化学液化工艺和机理的研究    梁凌云

秸秆切割破碎与揉切机刀片耐用性试验研究    孟海波

蚯蚓活动对稻麦轮作土壤氮、磷的影响    王霞

秸秆固态发酵酒精的研究    李雪

秸秆压块饲料机匀料充型区的物流分析与计算机仿真    隋美丽

白腐菌降解秸秆木素及饲料化研究    齐刚

秸秆对球形棕囊藻生长的抑制作用及其机理研究    高洁

北方地区玉米秸秆复合碱化和快速氨化技术及其在幼羊生长中应用的研究    贺永惠

秸秆发酵剂的研究    蔡兴旺

棉秆压缩成型特性的试验研究    徐新惠

秸秆作为再燃燃料对NOx生成影响的数值模拟    张丽丽

玉米收获机秸秆切碎刀的试验研究    宋芳

用于制有机磷肥的稻草快速降解工艺研究    申建美