褐煤殘?jiān)鼡?dān)載鎳基催化劑在生物質(zhì)氣化中的應(yīng)用.pdf

1、隨著化石能源的過(guò)度開(kāi)采使用，在中國(guó)無(wú)霧霾等環(huán)境污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重，生物質(zhì)能作為唯一可儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)目稍偕茉矗粌H碳零排放優(yōu)點(diǎn)日益受到重視，其高效轉(zhuǎn)換和潔凈利用也日益受到全世界的關(guān)注。生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)其能量轉(zhuǎn)換的最有效途徑，生物質(zhì)氣化是一種在高溫氣化介質(zhì)作用下，將生物質(zhì)熱分解為可燃?xì)怏w的熱化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)。為了提高生物質(zhì)氣化效率、優(yōu)化氣化氣組分、除焦油，在生物質(zhì)氣化焦油裂解中，不同類型催化劑，如堿土金屬催化劑、鐵系金屬催化劑等均有運(yùn)用。<

2、br>　　本文以褐煤與生物質(zhì)共氣化為研究背景，以負(fù)載鎳的褐煤殘?jiān)c生物質(zhì)焦油（以甲苯為模型化合物）在共氣化過(guò)程中的甲苯催化分解特性、煤焦氣化特性以及協(xié)同作用為研究點(diǎn)，研究褐煤載鎳基催化劑和Ni/Al2O3催化劑就是為了揭示尋找其內(nèi)在的規(guī)律，以便制備出活性高、選擇性好和壽命長(zhǎng)的優(yōu)良工業(yè)催化劑。褐煤殘?jiān)d鎳體的制備采用離子交換法，并利用BET、SEM、TGA、XRD、TEM等手段對(duì)所得褐煤殘?jiān)d鎳體和制備的Ni/Al2O3催化劑進(jìn)行了表征和

3、分析，通過(guò)與Ni/Al2O3催化劑性能對(duì)比、共氣化溫度對(duì)比、水碳比影響等，表明經(jīng)處理后的褐煤殘?jiān)c生物質(zhì)焦油共氣化，不僅產(chǎn)氣率高，且具有生物質(zhì)焦油催化分解作用。褐煤作為催化劑載體具備巨大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，一旦此方法與現(xiàn)有工業(yè)設(shè)備相結(jié)合將帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)收益，并在最后提出了新型生物質(zhì)/褐煤殘?jiān)矚饣到y(tǒng)的設(shè)計(jì)理念。
　　在研究過(guò)程中，本文還延伸探究了焙燒溫度對(duì)Ni/γ-Al2O3還原條件及催化甲苯水蒸氣重整反應(yīng)的影響，結(jié)果表明焙燒溫度對(duì)催化

4、劑的還原條件及性能具有重要影響。700℃焙燒的催化劑在680℃的反應(yīng)溫度下表現(xiàn)出良好的反應(yīng)性能，在不進(jìn)行預(yù)還原的情況下仍保持了很高的催化活性及穩(wěn)定性，此發(fā)現(xiàn)可簡(jiǎn)化工業(yè)生產(chǎn)流程，降低工業(yè)生產(chǎn)成本及投資。并使用BET、XRD、TG-DTG等表征方式對(duì)反應(yīng)前后的催化劑進(jìn)行了表征，隨著焙燒溫度的升高，鎳與載體的作用力逐漸增強(qiáng)，NiAl2O4結(jié)構(gòu)增多，這被認(rèn)為是焙燒溫度影響催化劑還原條件的主要原因。最后通過(guò)TEM、XPS對(duì)700℃焙燒的催化劑的結(jié)