1. 研究目的与意义
我国石油资源短缺，已探明的原油、天然气储量仅占世界储量的2.4%和1.2%，人均石油资源为世界平均值的17.1%，人均天然气资源为世界平均值的13.2%，石油安全和能源安全的问题将越来越突出，成为制约我国经济发展的障碍。我国生物质资源丰富，利用荒山荒地发展能源植物，其生物质生产潜力达50亿吨（干重）以上，大约相当于25亿吨标准煤，为我国目前一次能源总消耗量的2倍左右。但在大不分地区，生物质能的利用基本沿用传统的、简陋的燃烧方式，利用率很低，污染已经不适应现代社会的发展趋势。纵观世界能源技术的发展动向，结合我国生物质状况，加强研究与开发生物质能势在必行。
近年来，生物质热解、气化制取燃料气在世界范围内受到高度的关注，国内外都有相关的研究课题与开发项目。生物质气化制燃料气是一个非常复杂的过程，过程中产生的焦油，是生物质利用的最大瓶颈。如何抑制焦油生成、提高气体产率成为当前生物质转化技术的焦点。催化剂对焦油裂解有很好的催化效果，能大大降低焦油产率、提高燃气产率，但催化剂失活、价格昂贵等因素，在很大程度上限制其无法推广到实际应用。生物质炭因其价格低廉、不易失活、催化效果好等优点受到国内外研究团队的关注，所以以生物质炭对生物质的催化裂解有着十分重要的意义。
2. 国内外研究现状分析
近年来，选用生物质炭作催化剂受到国内外研究者的关注。Boroson采用两段固定床反应器，研究了木炭对新鲜木料热解焦油催化裂解的影响，发现当催化裂解温度为400-600度，停留时间为2.5-100ms时，木炭对焦油有明显的催化效果。El-Rub等人在700一900度范围内，研究了木炭和其他5种无机催化剂对典型化合物苯和蔡的催化裂解效果，发现木炭与镍、白云石有相同的催化效果。chembukulaml研究了木炭、半焦、耐火砖作为催化剂对焦油的催化效果，得出当使用木炭和半焦时，焦油和干馏液体完全分解，而且气体产率和热值明显高于耐火砖。
3. 研究的基本内容与计划
生物质催化裂解是生物质能源开发的一个重要手段，而催化剂是生物质裂解的一个重点内容，生物质炭是一种很有前途的生物质裂解催化剂。本论文的研究内容如下： （1）研究不同生物质炭对生物质裂解的影响； （2）研究温度对生物质的生物炭催化裂解的影响； (3)研究不同炭化温度的生物质炭对生物质裂解的影响。 （4）不同生物炭中金属成分的分析。 |
1）.选用稻壳、玉米芯、秸秆、木屑等作为实验原料采用马弗炉热解得到所需生物质炭样，并测其金属离子组分分析。 2）.实验中通过对生物质的催化裂解的气体产物，用气相色谱仪分析得到实验数据进行理论分析。 3）.用所制备的生物炭在相同条件下对生物质的催化裂解的影响，通过气体产物分析得出不同生物炭样的催化效果。 4）.选取一种生物炭样在不同温度条件下（其他条件相同），研究温度对生物催化裂解的影响。 5）.选取一种实验原料采用马弗炉在不同炭化温度下所得到的生物炭样进行实验操作分析，得到不同炭化温度下的生物炭对生物质催化裂解的影响，从而得到较为适宜的炭化温度。 |
4. 研究创新点
采用生物质炭做催化剂对环境无污染、来源广泛，且其价格低廉、不易失活、催化效果好。操作流程简单宜投入生产。
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