生物質焦油模型化合物的催化裂解實驗研究.pdf

1、生物質氣化技術是生物質能利用的最有效的方法之一,而氣化過程中產生的副產物焦油具有極大的危害性。它在低溫(<200℃)狀態(tài)下凝結為液體,與水、炭黑和飛灰等結合在一起,堵塞管道和設備,降低整個裝置的效率,增加成本。因此,如何高效、環(huán)保的去除焦油已成為近幾年人們研究的熱點。本文在前人研究的基礎上,以甲苯為生物質焦油模型化合物,在小型催化劑評價裝置上,對甲苯的熱裂解及催化裂解進行了研究。主要研究內容包括：
　　 ⑴在小型催化劑評價裝置上

2、,研究了反應溫度對甲苯熱裂解率、析碳率及產氣率的影響,并分析了甲苯熱裂解之后產物的主要成分。
　　 ⑵在甲苯熱裂解實驗基礎上,考察了焙燒溫度、焙燒時間、反應溫度、接觸時間和S／C質量比對甲苯催化裂解的裂解率、析碳率和產氣率的影響。
　　 ⑶相同條件下,考察了不同組分的催化劑對甲苯的催化裂解性能的影響。實驗結果表明：甲苯在高溫條件下發(fā)生了熱裂解及縮聚反應后,生成了稠環(huán)化合物,碳及可燃性氣體。在熱裂解實驗中,反應溫度為800

3、℃時,甲苯的熱裂解率為64.53％,隨著反應溫度的升高,甲苯的熱裂解率也不斷升高,當溫度達到900℃時,甲苯的熱裂解率為79.19％。這主要是由于甲苯的熱裂解是吸熱反應,溫度升高,有利于反應的進行。
　　 ⑷在熱裂解實驗基礎上,進行了甲苯的催化裂解研究,發(fā)現(xiàn)催化劑的焙燒溫度和焙燒時間對催化劑活性具有較大的影響,焙燒溫度越高,焙燒時間越長,催化劑的比表面積減小,催化活性降低。通過測試不同焙燒溫度及焙燒時間的NiO／Al2O3催化劑

4、性能可知,在650℃焙燒6.0 h的NiO／Al2O3催化劑活性較好,不僅提高了甲苯的裂解率,同時減少了析碳量,使甲苯生成了更多的輕組分氣體。
　　 ⑸在相同條件下,比較不同組分的催化劑對甲苯的裂解性能,催化效果排列為:Co>Co／La2O3>NiO／CeO2／Al2O3-a>NiO／AL2O3>NiO／CeO2／Al2O3-c>Ni>NiO／CeO2／Al2O3-b>Ni／La2O3>Al203。其中,Co、Co／La2O3和