生物質(zhì)焦油催化轉(zhuǎn)化新型催化劑研究.pdf

1、生物質(zhì)能作為一種環(huán)境友好型的可再生能源，是目前唯一有望能在將來替代傳統(tǒng)化石能源的新能源。生物質(zhì)氣化技術(shù)是生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化的最有效途徑之一。但是在生物質(zhì)氣化過程中，不可避免的產(chǎn)生生物質(zhì)焦油。生物質(zhì)焦油不僅能堵塞傳輸管道，影響氣化系統(tǒng)的正常運行，而且對環(huán)境及人體健康都有嚴重的威脅。因此，生物質(zhì)焦油是影響生物質(zhì)氣化技術(shù)推廣應(yīng)用的致命弱點。 本文對國內(nèi)外生物質(zhì)焦油脫除技術(shù)做了詳細的闡述及比較，從中得出結(jié)論，催化轉(zhuǎn)化法是生物質(zhì)焦油脫除的最有效

2、途徑。而催化劑的選擇是生物質(zhì)焦油催化轉(zhuǎn)化的重要因素，催化劑的催化活性和壽命是催化劑性能的重要標志。從經(jīng)濟和技術(shù)的角度考慮，鎳基催化劑被認為是生物質(zhì)焦油催化轉(zhuǎn)化的最理想催化劑。 本文以篩選催化活性高，抗積炭能力強的新型催化劑為主要目的，對生物質(zhì)焦油的催化轉(zhuǎn)化做了一系列的實驗研究，獲得了充實的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行整理和詳細的分析。在對真實生物質(zhì)焦油催化轉(zhuǎn)化之前，先以甲苯和苯作為生物質(zhì)焦油模擬化合物，在微型反應(yīng)裝置上對自制的兩類鎳基鎂橄

3、欖石催化劑進行性能測試。首先考察了活性中心鎳和助劑鈰的負載量對催化劑性能的影響，同時考察了反應(yīng)條件溫度及水碳比對甲苯催化轉(zhuǎn)化的影響。結(jié)果顯示，CeO<,2>促進的鎳基鎂橄欖石催化劑有較好的催化性能，在測試條件下，1﹪Ce-3﹪’Ni/Olivine催化劑有最好的催化活性，在反應(yīng)溫度為800℃，水碳摩爾比為5的條件下，對甲苯的轉(zhuǎn)化率為88．2﹪。在此催化劑的基礎(chǔ)上，考察了堿性助劑鎂的添加對催化劑的催化活性和抗積炭能力的改善情況，同時考察了

4、助劑添加次序的不同所帶來的影響。結(jié)果顯示，鎂的添加能顯著提高催化劑的抗積炭能力，不同的浸漬次序?qū)Υ呋瘎┑幕钚杂休^大影響；在同等條件下，依次浸漬鎂、鈰、鎳的催化劑有最高的催化活性，在測試條件下，1﹪Mg-1﹪Ce-3﹪Ni/Olivine在反應(yīng)溫度為800℃，水碳摩爾比為3．5時有最好的催化活性，對甲苯和苯的轉(zhuǎn)化率分別為93．8﹪和76．9﹪。 為了進一步提高生物質(zhì)燃氣中焦油的催化脫除水平，設(shè)計了一套生物質(zhì)氣化和相配套的燃氣整體催

5、化凈化實驗裝置，對自行合成的催化劑性能作進一步的驗證。實驗是以松木鋸末為原料，考察了不同的氣化條件對氣化氣中氣體組分及焦油含量的影響。同時，以生物質(zhì)氣化產(chǎn)生的整體燃氣作為生物質(zhì)焦油的來源，對自制的1﹪Ce-3﹪Ni/Olivine催化劑進行性能測試，并對催化劑的添加以及催化轉(zhuǎn)化過程中蒸氣的添加對生物質(zhì)焦油催化轉(zhuǎn)化前后的氣體成分和生物質(zhì)焦油含量的影響進行分析。結(jié)果顯示，在催化床溫度為750℃，有蒸汽加入的條件下此催化劑對重焦油的脫除效率能