鎳礦石及鎳礦石載鎳催化劑上CO2甲烷化性能研究.pdf

1、隨著生活水平的提高，人們對清潔天然氣的需要急劇增加，但我國能源儲備特點是“富煤貧油少氣”，煤炭的低效利用以及清潔天然氣的儲備不足，迫使我們大力發(fā)展煤制天然氣工藝。目前，二氧化碳甲烷化主要應(yīng)用在生物質(zhì)及煤制富含甲烷氣體中。在國內(nèi)外的甲烷化工業(yè)中，鎳基催化劑應(yīng)用廣泛，其制備方法通常為將鎳負(fù)載到惰性載體上，而富含活性組分且能有效影響甲烷化過程的催化劑載體在甲烷化催化劑研制過程中很少受到關(guān)注。鎳礦石是一種具有較高鎳鐵含量和強(qiáng)度的天然礦物質(zhì)，通過

2、熱處理等手段實現(xiàn)其賦存活性組分的遷移和在催化劑表面的富集，可成為制備低載量高活性甲烷化催化劑的有效手段。
　　本論文以原礦石和精礦粉為催化劑原料，研究內(nèi)容主要包括不同熱處理條件下，鎳礦石催化劑物性變化及其與甲烷化活性之間的對應(yīng)關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上通過引入鎳，考察了不同催化劑制備條件、載鎳量、反應(yīng)條件等因素對甲烷化活性的影響，探索低載量高活性甲烷化催化劑制備的有效途徑。
　　原礦石及成型精礦催化劑經(jīng)不同溫度煅燒和還原后，進(jìn)行催化

3、反應(yīng)。實驗結(jié)果表明，適宜的煅燒溫度有利于催化劑活性的提高，當(dāng)煅燒溫度為900℃時，兩者的活性均達(dá)到最好;預(yù)還原對催化劑活性的提高影響不大;反應(yīng)溫度的升高對其催化活性有促進(jìn)作用;900℃煅燒溫度下，反應(yīng)溫度500℃時，原礦石和成型精礦催化下二氧化碳轉(zhuǎn)化率分別達(dá)到26％和28％。為了進(jìn)一步提高鎳礦石的催化活性，采用等體積浸漬法制備鎳礦石載鎳催化劑，考察載體煅燒溫度、催化劑焙燒溫度、載鎳量、反應(yīng)溫度等條件對催化劑的活性研究，并通過H2-TPR

4、、熱重、XRD等表征手段，綜合分析各條件對活性和選擇性的影響。對于原礦石載鎳催化劑，載體的高溫煅燒(1200℃)、催化劑的低溫焙燒(500℃)有利于催化劑活性的提高;負(fù)載量為6wt％時，活性最好，過高的載量會降低活性組分的分散性而不利用催化劑活性的提高;隨著反應(yīng)溫度的升高，二氧化碳轉(zhuǎn)化率逐漸提高，500℃反應(yīng)溫度下，二氧化碳轉(zhuǎn)化率達(dá)到65％。對于成型精礦載鎳催化劑，載體在1050℃的煅燒溫度下，活性最好;隨著反應(yīng)溫度從350℃升高至50