吸附強(qiáng)化生物油?；锎呋卣茪鋵?shí)驗(yàn)研究.pdf

1、氫氣是理想的載能體，不僅是一種清潔能源，還可以作為重要的化工原料。從化石能源中提取氫氣，不僅會(huì)造成環(huán)境污染，同時(shí)現(xiàn)如今化石能源正在消耗殆盡。開發(fā)利用生物質(zhì)能，對(duì)世界的能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，生態(tài)環(huán)境的保護(hù)起著重大的作用。然而，生物質(zhì)能較低的能源密度以及高分散性限制了其大規(guī)模的應(yīng)用，而通過快速裂解生物質(zhì)得到生物油是一種能源密度較高的原材料，分散性的制取生物油，集中生物油制氫，為生物質(zhì)制氫提供了新的途徑。同時(shí)，有人提出耦合CO2吸附劑生物油制氫的方法

2、，但是大部分的研究是事先將吸附劑與催化劑一同放入到反應(yīng)器中，反應(yīng)一段時(shí)間后吸附劑的吸附能力會(huì)消失，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)不能連續(xù)進(jìn)行。根據(jù)這一問題本課題組提出一種新工藝，可以實(shí)現(xiàn)CO2吸附劑的連續(xù)添加以及實(shí)驗(yàn)的連續(xù)進(jìn)行，同時(shí)為了保證吸附劑順利的通過催化劑床層，需要制取粒度較大的催化劑。本文主要進(jìn)行催化劑的制備和選擇，同時(shí)對(duì)生物油催化重整制氫進(jìn)行研究，最終對(duì)吸附強(qiáng)化生物油重整制氫的工藝條件、基本規(guī)律進(jìn)行研究，確定最佳的操作條件，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與重整制氫進(jìn)行

3、對(duì)比。
　　采用基于等體積浸漬法的多次浸漬法制備Mg-Ni、Ni/Mg、 Mg-Ni/Mg、 Mg-Ni/Ce、Mg-Ni/Co、 Ce-Ni、Ni/Ce、Ce-Ni/Mg、Ce-Ni/Ce和Ce-Ni/Co10種顆粒狀催化劑，直徑3-5mm，利用乙酸、乙醇、丙酮苯酚四種生物油?；锏拇呋卣麑?shí)驗(yàn)進(jìn)行催化劑的選擇，發(fā)現(xiàn)Ce-Ni/Co催化劑對(duì)四種?；锎呋卣茪渚憩F(xiàn)出最佳的催化性能。
　　在催化重整實(shí)驗(yàn)中，利用乙酸、乙醇

4、、丙酮和苯酚等質(zhì)量比配置模擬生物油，在實(shí)驗(yàn)中采用Ce-Ni/Co作為催化劑，考察了催化劑床層高度、生物油S/C以及反應(yīng)溫度，對(duì)產(chǎn)物濃度、氫產(chǎn)率、潛在氫產(chǎn)率和第三氫產(chǎn)率的影響。研究發(fā)現(xiàn):隨著床層高度的增加，氫氣濃度出現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)，在床層高度為15cm時(shí)達(dá)到做大，且氫產(chǎn)率在床層高度達(dá)到15cm后增長(zhǎng)很小;隨著生物油S/C的增加，氫氣濃度和氫產(chǎn)率呈現(xiàn)逐漸增加趨勢(shì)，且其增長(zhǎng)幅度逐漸減少，當(dāng)S/C達(dá)到9之后變化不大;隨著反應(yīng)溫度的升高，氫

5、氣濃度變化不大，而氫產(chǎn)率逐漸增加且增長(zhǎng)幅度降低，溫度達(dá)到700℃后氫產(chǎn)率變化不大。在實(shí)驗(yàn)條件下確定，生物油催化重整制氫的最佳實(shí)驗(yàn)條件為700℃，床層高度15cm，S/C=9∶1，此時(shí)氫氣濃度和產(chǎn)率分別為74.08％和84.03％。
　　吸附強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)之前，進(jìn)行熱重實(shí)驗(yàn)，對(duì)CaO的吸附性能進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)在750℃時(shí)， CaO的吸附效果最佳。在吸附強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)中，采用Ce-Ni/Co作為催化劑，考察了反應(yīng)溫度、CaO/C以及S/C對(duì)重整反應(yīng)

6、的影響。研究發(fā)現(xiàn):吸附劑CaO的加入能夠顯著的提高產(chǎn)物中氫氣濃度，但是受到CaCO3分解的影響，當(dāng)溫度高于700℃時(shí)，氫氣濃度和產(chǎn)率會(huì)出現(xiàn)下降;隨著CaO添加量和S/C的增加，氫氣濃度和產(chǎn)率會(huì)逐漸增加，但是受到床層結(jié)構(gòu)和CO2分壓的影響，當(dāng)CaO/C和S/C比達(dá)到3∶1和9∶1以后，氫氣濃度和產(chǎn)率變化較小，甚至呈下降趨勢(shì)。在實(shí)驗(yàn)條件下確定，吸附強(qiáng)化生物油重整制氫的最佳實(shí)驗(yàn)條件為700℃，CaO/C=3∶1，S/C=9∶1，此時(shí)氫氣產(chǎn)率和