生物質(zhì)焦油模型化合物的氧化催化實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和對(duì)環(huán)境污染控制的要求使得生物質(zhì)能受到越來(lái)越多的關(guān)注。本文在小型流化床反應(yīng)系統(tǒng)上,對(duì)生物質(zhì)氣化系統(tǒng)所產(chǎn)生的生物質(zhì)焦油進(jìn)行了氧化催化裂解實(shí)驗(yàn)研究,通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析了Ni/NiO、Ni/NiO-MgO和NiO/Mn40這三種鎳基催化載氧劑各自在不同反應(yīng)溫度、流化速度、S/C摩爾比等實(shí)驗(yàn)條件下對(duì)以苯為生物質(zhì)焦油模型的焦油轉(zhuǎn)化率的影響規(guī)律以及這些因素對(duì)裂解產(chǎn)氣組分結(jié)構(gòu)的影響,闡述了氧化催化方法裂解生物質(zhì)焦油的作用機(jī)理。通過(guò)進(jìn)行

2、對(duì)邢臺(tái)市某生物質(zhì)熱解雙反應(yīng)器系統(tǒng)的火用分析計(jì)算,驗(yàn)證分析了反應(yīng)溫度對(duì)生物質(zhì)熱解氣化的影響規(guī)律。通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)研究和計(jì)算分析,本文所得主要結(jié)論如下。
　　(1)在本小型流化床反應(yīng)系統(tǒng)中,以苯為生物質(zhì)焦油模型的最佳氧化催化裂解實(shí)驗(yàn)工況為:反應(yīng)溫度,750℃;流化速度,4.0m/s;S/C摩爾比,0.7。三種催化劑材料所對(duì)應(yīng)的裂解產(chǎn)氣組分結(jié)構(gòu)較為類(lèi)似,其主要組分平均水平為:H2～22％、CO~18%、CO2～11%、CH4～4%,還有少量

3、的CnHm組分。
　　(2)在750℃的反應(yīng)溫度下,三種不同的鎳基催化劑對(duì)生物質(zhì)焦油的裂解轉(zhuǎn)化率均可達(dá)到85%以上,進(jìn)一步提高反應(yīng)溫度對(duì)其轉(zhuǎn)化率增長(zhǎng)的效果不顯著。在較短的反應(yīng)時(shí)間內(nèi),Ni/NiO-MgO一組的催化轉(zhuǎn)化效率略高于兩外兩組。
　　(3)本反應(yīng)系統(tǒng)取載氣N2的流速為系統(tǒng)的流化速度,在達(dá)到4m/s的最小流化速度時(shí),生物質(zhì)焦油的裂解轉(zhuǎn)化率達(dá)到最大值,在此基礎(chǔ)上增加或減小流化速度均會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)化率下降。
　　(4)水蒸