生物油重整制氫過(guò)程金屬催化劑積碳行為的研究.pdf

1、積碳是生物油水蒸氣重整制氫過(guò)程中的一項(xiàng)核心問(wèn)題,積碳的發(fā)生可導(dǎo)致催化劑失活、反應(yīng)管路堵塞,研究積碳行為可為后續(xù)消碳、制備抗積碳催化劑提供幫助。本文選取生物油中一種較重組分間甲酚為模型化合物進(jìn)行水蒸氣催化重整制氫,重點(diǎn)考察了其在鎳基催化劑上的積碳行為。結(jié)果表明,間甲酚的熱裂解積碳行為和水蒸氣重整積碳行為存在較大差異,熱裂解過(guò)程積碳速率隨溫度升高而持續(xù)升高,當(dāng)溫度達(dá)到900℃時(shí),最高積碳速率可達(dá)704.0 mg/(gcath);水蒸氣重整過(guò)

2、程由于存在積碳-消碳相互競(jìng)爭(zhēng),在整個(gè)溫度范圍內(nèi)(575-900℃),積碳速率先升高后降低,峰值出現(xiàn)在750℃,為150.3mg/(gcath)?？傮w來(lái)講,溫度和水/碳比的提高有利于液相碳和固相碳向氣相轉(zhuǎn)移,為了最大限度提高氣體產(chǎn)率和限制積碳,確定較佳的反應(yīng)溫度為850-900℃,水/碳比為4-5。在較佳反應(yīng)條件下,2.5 h時(shí)間段內(nèi)積碳速率曲線可保持在5.0 mg/(gcath)以下。催化劑積碳形貌以納米纖維形式存在,反應(yīng)條件不同,所形

3、成的碳纖維形狀也不相同。為了達(dá)到重整制氫過(guò)程的綠色化,采用了冷凝液再循環(huán)的措施,結(jié)果表明,通過(guò)一次冷凝液再循環(huán),積碳和液體有機(jī)污染物都得到了有效消除,氫產(chǎn)率由77.4％上升至81.1%,氣相碳轉(zhuǎn)化率由96.11%上升至99.87%,液體有機(jī)污染物消除率達(dá)到了100%,基本實(shí)現(xiàn)了制氫過(guò)程的綠色化。為了實(shí)現(xiàn)積碳催化劑的再生,采用了兩種典型方法進(jìn)行消碳實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,在適當(dāng)反應(yīng)條件下,催化劑積碳可實(shí)現(xiàn)100%消除,但由于反應(yīng)機(jī)理不同,兩種方法