生物質合成氣甲烷化新工藝研究.pdf

1、我國資源分布的特點是“富煤、貧油、少氣”，煤炭資源作為主要的能源在使用過程中所造成的環(huán)境污染使發(fā)展受到限制。隨著社會經濟的飛速發(fā)展，人們對于新型能源的需求越來越大。如何在不影響經濟發(fā)展的同時尋求污染小，可再生的能源成為當今世界的難題。
　　我國是農業(yè)大國具有豐富的生物質資源，但傳統(tǒng)上農村大部分的生物質都以直接燃燒的方式使用，不僅造成嚴重的霧霾污染，且熱效率低。如何合理使用生物質能源已引起了人們廣泛的關注。利用生物質制得合成氣不僅可

2、以作為化工原料還可以作為民用燃氣使用。我國目前生物制合成氣中的CO含量達到20％以上，而我國民用燃氣的標準是CO含量低于10%。將生物質合成氣中的CO與H2發(fā)生甲烷化反應，一方面可以降低 CO的含量，達到民用燃氣的標準，同時產生的CH4又是一種高熱值的清潔能源。所以對生物質合成氣進行甲烷化反應是一條經濟便捷的路線。
　　本論文合成了Ni基催化劑，考察了該催化劑在H2/CO為3:1的條件下催化劑的性能。探討了沉淀劑、還原溫度、空速等

3、因素對反應的影響。實驗結果表明，尿素沉淀負載法制備的催化劑8NiO/γ-Al2O3的性能最佳。當催化劑在500℃下還原3 h，反應空速為10000 h-1~15000 h-1，反應溫度為350℃的條件下，CO轉化率高達100%，CH4的收率達到95%。該催化劑與NiO含量為18%的商業(yè)化催化劑性能基本一致。
　　由于生物質合成氣的H2/CO比低，影響甲烷的收率。為了提高反應體系中H2/CO比，本論文將水煤氣變換與甲烷化反應偶合在一

4、起?？疾榇呋瘎┓N類、空速、還原溫度、進水量、顆粒填充度、顆粒粒度等因素對偶合反應的影響。實驗結果表明，在水煤氣反應段選擇 Cu-Zn系催化劑，以石英砂為稀釋劑，催化劑與稀釋劑質量比為1:2，進水量為0.02 mL/min，甲烷化反應段用NiO含量為18%的商業(yè)化催化劑，空速為15000 h-1，還原溫度為450℃，催化劑粒度為40-60目的工藝條件下，商業(yè)Ni基催化劑的甲烷化催化性能最佳，其中CO轉化率達100%。得到符合國家標準的民用