基于化学链反应的FexOy/CaO作用下生物质定向热转化过程机制研究

基本信息
批准号:51876108
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:张晓东
学科分类:
依托单位:集美大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:陈雷,赵保峰,伊晓路,陈花,李敏,周于翔
关键词:
合成气催化热解化学链木质纤维素生物质热化学转化
结项摘要

The directional conversion of biomass to produce qualified syngas (synthesis gas) turn out to be the key process for biomass based liquid fuel production industry. A creative pathway for biomass syngas production is put forward in this proposal based on directional thermal conversion with FexOy/CaO material. The composite structure of FexOy/CaO was introduced into the biomass thermochemical conversion process. The process enforcement and control of the complete decomposition of those intermediate products from thermal conversion would be implemented through cotrollable partial oxidation and energy release based on Fe-based oxygen carrier. And the directional adjust of the reaction network would be implemented through CO2 in-situ seperation and reaction equilibrium promotion. The reaction network and the thermophysics process would be thoroughly investigated on biomass thermal conversion process, to solve those key problems about mechanism of process reaction, energy release and utilization. Through the project, the coupling mechanism of decomposition process enforcement with products distribution directional control would be made clear, with the functionality performance of Fe-Ca-O composite material understood. Based on the thermophysics fundament data and key process adjust methodology achieved in the project, important scientific and material fundamentals would be provided for technological development on advanced biomass thermal conversion and bio-liquid prodution.

生物质定向转化制备高品质合成气是生物质基液体燃料技术的瓶颈环节。本项目研究基于化学链反应的FexOy/CaO作用下生物质热转化体系的过程机制。通过载氧体作用下的可控部分氧化、热量释放并结合过程催化,实现热转化中间大分子产物降解的过程强化与可控。通过CO2原位分离和过程平衡推动实现终端气体组分的定向调控。深入研究载氧体、吸收体复合作用下生物质热转化反应体系和热物理过程,重点解决Fe-Ca-O参与热转化体系中反应、能量释放和利用规律,明确复合材料作用下转化过程强化与反应体系定向的耦合机理,掌握化学链反应模式下生物质热转化过程的热物理规律和反应体系向合成气方向的定向性调控手段,为生物质定向热转化和液体燃料制备先进技术的开发提供重要的材料和科学基础。

项目摘要

生物质定向转化制备高品质合成气是生物质基液体燃料和化学品技术的瓶颈环节。项目针对生物质热转化过程调控和合成气定向制备的需要,深入研究化学链反应模式下生物质热转化大分子中间产物转化、气体组成调控和过程能量释放利用规律,将FexOy/CaO引入热转化体系,通过部分氧化、过程催化、CO2原位分离平衡推动等机制的发挥,实现大分子中间产物的彻底、可控降解和热转化终端气体产物的定向性调控,形成合成气制备创新途径。.项目研究基于化学链反应的FexOy/CaO作用下生物质热转化体系的过程机制。通过基础实验和材料表征,筛选并优化制备了Fe-Ca-O复合催化吸收材料,开展了CO2吸收特性研究,掌握了Fe的加入对材料吸收性能的影响规律。研究了Fe-Ca-O材料制备、配比、热转化条件对于氧化和催化过程的影响,掌握了转化路径选择和关键反应的过程行为,并结合材料表征对FexOy/CaO的作用发挥机制进行了探讨。开展了FexOy/CaO作用下生物质热转化体系研究,获得了关键过程的耦合机理和转化条件对产物分布的影响规律,并对FexOy/CaO作用下的化学链过程进行热力学分析,获取能量的释放和利用规律,从宏观上掌握总体反应体系的热物理过程规律。.研究工作获得了对载氧吸收体复合作用下生物质热转化反应体系和关键过程的深刻认识,获得了反应体系中物质转化、能量转化以及材料状态变化的系统的基础数据,重点解决了Fe-Ca-O参与热转化体系的作用发挥机制和热转化过程强化机理,掌握了化学链反应模式下生物质热转化反应体系向合成气方向的定向性调控手段,为生物质定向热转化先进技术的开发提供重要的材料和科学基础。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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