基于物化结构特征的生物质与煤共气化特性研究的任务书.docx

基于物化结构特征的生物质与煤共气化特性研究的任务书
任务书
一、研究背景
生物质与煤共气化是一种多种资源综合利用的方法。化学和物理结构特征对于生物质与煤共气化特性的影响一直是该领域研究的一个重要方向。近年来，研究者对生物质和煤的物化结构特征进行了深入研究，并逐渐明确了这些特征对共气化反应的影响。因此，基于物化结构特征的生物质与煤共气化特性研究具有重要的理论和实际意义。
二、研究内容
本次研究旨在基于生物质和煤的物化结构特征研究其共气化特性，具体包括以下内容：
1、生物质和煤的物化结构特征分析，包括元素分析、热重分析、X射线衍射、傅立叶变换红外光谱和核磁共振等分析方法，对其形态结构特征、表面性质、化学组成等进行综合分析。
2、生物质和煤的共气化反应性能研究，包括共气化反应温度、压力、反应时间等参数的优化；共气化反应后生产的气体和液体产物组成及其质量分数、理化性质以及产率等的分析。
3、探究物化结构特征对共气化反应特性的影响，包括结构特征、分子构型、功能基团以及产生的各类反应中间体对共气化反应的影响，为理解生物质和煤共气化的反应机理提供理论支持。
三、研究意义
1、为生物质和煤的多种资源综合利用提供技术支持，探究生物质和煤的共气化特性及其影响机理，为推广生物质和煤的共气化技术提供理论和技术基础。
2、为研究其他复合燃料的共气化特性提供借鉴和参考，促进相关领域的科学研究和技术发展。
3、为开发新型能源提供思路和方向，如煤基烯烃等化学品的制备等。
四、研究方法
本研究采用实验室制备的生物质和煤样品，通过一系列物化分析仪器的分析和反应釜实验进行研究。具体方法包括元素分析、热重分析、X射线衍射、傅立叶变换红外光谱、核磁共振等物化结构特征分析方法，共气化反应反应器实验方法等。
五、预期成果
本次研究预期获得如下成果：
1、生物质和煤的物化结构特征的分析结果和参数。
2、生物质和煤的共气化反应参数的优化结果，液态、气态产物的组成和性质分析结果。
3、探究物化结构特征对反应特性的影响，进一步阐明反应本质和机理。
4、发表2-3篇论文，并向相关科研机构和有关领域的学者进行宣传和推广。
六、可行性分析
本项研究依托本单位实验室，可以使用到充分的样品和设备资源，符合实验条件。近年来该领域研究尚处于发展阶段，仍有许多问题需要进一步探讨。本项研究将深入探究物化结构特征与共气化特性的相关性，有望在该领域做出实质性贡献。
七、进度安排
第一阶段：生物质和煤样品制备及物化结构特征分析（2个月）
第二阶段：共气化反应参数优化及气态、液态产物性质分析（4个月）
第三阶段：反应机理研究及实验结果分析和论文撰写（6个月）
八、预计经费
本项研究预计需要20万元经费，主要包括实验室使用费用、专业仪器设备维护费、研究人员工资、材料费和会议差旅费等。
九、参考文献
[1]Fu,Y.J.,Li,K.,Zhao,Y.C.,Li,W.L.,Yang,J.,&Zhou,H.J.(2019).Areviewoncoal-biomassco-gasificationsystem.Energy,174,1116-1130.
[2]Wang,G.,Cao,Y.,Chen,B.,Zhou,J.,&Yin,Y.(2019).Catalyticco-gasificationofcoalandbiomasstowardsproductionofsynthesizedchemicals:areview.ChemicalEngineeringJournal.
[3]Song,B.,Long,Y.,Shen,Z.,&Tian,Y.(2017).Reactionmechanismandkineticmodelingofbiomassandcoalco-gasificationinFeandNicatalyticaqueousphase.Fuel,196,396-407.