本文關(guān)鍵詞：鎳系催化劑催化甲苯水蒸氣重整的研究

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【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人們對(duì)能源的需求日益加劇,對(duì)傳統(tǒng)的化石能源的需求也在急劇增加,導(dǎo)致不可再生的傳統(tǒng)化石能源面臨著枯竭的危機(jī),因此人們迫切需要發(fā)展新能源來(lái)替代傳統(tǒng)的化石能源。生物質(zhì)能源因其資源充足,對(duì)環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)被譽(yù)為是繼煤炭、天然氣、石油之后的第四大工業(yè)能源。生物質(zhì)熱解氣化是利用生物質(zhì)能源的最有效的方法之一,生物質(zhì)熱解氣化能將生物質(zhì)固體廢棄物轉(zhuǎn)變成熱值高的可燃?xì)怏w,燃燒后產(chǎn)生水和二氧化碳。在生物質(zhì)熱解氣化過(guò)程中產(chǎn)生的焦油有嚴(yán)重的危害,制約著生物質(zhì)熱解氣化技術(shù)的應(yīng)用。利用催化裂解的方式來(lái)去除焦油被認(rèn)為是最有效的焦油去除方法之一,本文主要用鎳基催化劑,以甲苯為模擬物來(lái)研究焦油的催化裂解方法。本文通過(guò)文獻(xiàn)的調(diào)研,設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了一套甲苯的催化裂解反應(yīng)裝置,通過(guò)該裝置研究了分子篩和層狀硅酸鹽上負(fù)載鎳的催化轉(zhuǎn)化性能。結(jié)論如下：1)搭建了焦油的催化裂解固定床反應(yīng)器,并對(duì)反應(yīng)器裝置進(jìn)行了穩(wěn)定性的探究,結(jié)果良好,構(gòu)建了甲苯催化裂解的檢測(cè)方法及計(jì)算方法。2)分子篩催化劑因其可控的孔道結(jié)構(gòu),較好的熱穩(wěn)定性及表面酸性,而被廣泛的應(yīng)用于有機(jī)物的裂解研究中。本文制備了一系列的鎳負(fù)載型分子篩催化劑,并對(duì)它們進(jìn)行了物理表征及催化活性表征。在本實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)反應(yīng)溫度為923 K,甲苯進(jìn)料3 mL-h-1,蒸汽碳比(S/C)為3.0,Ni負(fù)載量11wt.%,催化劑用量0.5 g時(shí),空氣煅燒的催化劑對(duì)甲苯轉(zhuǎn)化率達(dá)到75.6%,氫氣煅燒后的催化劑對(duì)甲苯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到92.5%,說(shuō)明催化劑有很好的催化效果。本文還通過(guò)添加助劑的方式來(lái)提高催化劑的壽命,使得催化劑在6h內(nèi)保持80%的催化性能。3)基于金屬與載體間作用力強(qiáng)能夠抑制負(fù)載金屬團(tuán)聚的現(xiàn)象,制備了Ni/SiO2P型催化劑,實(shí)現(xiàn)了粒徑、負(fù)載量的可控調(diào)節(jié),表現(xiàn)出良好的催化活性,解決了催化劑在甲苯蒸汽重整過(guò)程中的積碳問(wèn)題。通過(guò)TPR等表征方法,證明了該催化劑的強(qiáng)負(fù)載金屬與載體相互作用力,使得其具有良好的催化活性及壽命,在11h內(nèi)能保持90%以上的甲苯轉(zhuǎn)化率。
【關(guān)鍵詞】：焦油 甲苯 蒸汽重整 分子篩 鎳負(fù)載
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：O643.36
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 緒論14-28
• 1.1 生物質(zhì)能利用的意義14-15
• 1.2 生物質(zhì)能源利用技術(shù)15-18
• 1.2.0 直接燃燒技術(shù)15
• 1.2.1 固化技術(shù)15
• 1.2.2 生物技術(shù)15-16
• 1.2.3 化學(xué)技術(shù)16-18
• 1.3 焦油18-20
• 1.3.1 焦油的形成18-19
• 1.3.2 焦油的危害19-20
• 1.3.3 焦油的去除方法20
• 1.4 焦油的水蒸氣重整催化劑20-25
• 1.4.1 天然礦石催化劑21-22
• 1.4.2 堿金屬催化劑22-23
• 1.4.3 過(guò)渡金屬催化劑23
• 1.4.4 鎳基催化劑23-25
• 1.5 本文內(nèi)容研究思路25-28
• 第二章 實(shí)驗(yàn)材料與儀器28-32
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器28-29
• 2.2 催化劑物理表征裝置29-32
• 第三章 催化劑評(píng)價(jià)設(shè)備的搭建與調(diào)試32-42
• 3.1 引言32-33
• 3.2 催化劑評(píng)價(jià)裝置的搭建33-36
• 3.2.1 進(jìn)料系統(tǒng)33-35
• 3.2.2 載氣系統(tǒng)35
• 3.2.3 氣化室和反應(yīng)系統(tǒng)35
• 3.2.4 收集系統(tǒng)35-36
• 3.3 催化劑評(píng)價(jià)裝置的調(diào)試36-37
• 3.3.1 裝置各系統(tǒng)調(diào)試36-37
• 3.3.2 裝置穩(wěn)定性調(diào)試37
• 3.4 產(chǎn)物的檢測(cè)及計(jì)算方法37-41
• 3.4.1 產(chǎn)物檢測(cè)37-38
• 3.4.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制38-40
• 3.4.3 產(chǎn)物含量計(jì)算方法40-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第四章 分子篩負(fù)載鎳體系的研究42-60
• 4.1 引言42
• 4.2 催化劑制備42-50
• 4.2.1 單金屬鎳負(fù)載型催化劑的制備42-43
• 4.2.2 雙金屬負(fù)載型催化劑的制備43-44
• 4.2.3 不同負(fù)載方法的影響44-47
• 4.2.4 不同載體的過(guò)量浸漬TEM圖47-49
• 4.2.5 添加助劑后的催化劑物理表征49-50
• 4.3 催化劑活性表征50-58
• 4.3.1 反應(yīng)溫度的影響50-51
• 4.3.2 不同載體的影響51-54
• 4.3.3 甲苯進(jìn)料量的影響54
• 4.3.4 Ni負(fù)載量的影響54-55
• 4.3.5 S/C對(duì)反應(yīng)的影響55-56
• 4.3.6 氫氣還原對(duì)反應(yīng)的影響56-57
• 4.3.7 添加助劑57-58
• 4.4 本章小結(jié)58-60
• 第五章 PS載體負(fù)載鎳的研究60-74
• 5.1 引言60-61
• 5.2 實(shí)驗(yàn)材料及設(shè)備61
• 5.3 催化劑的制備61
• 5.4 催化劑的物理表征61-68
• 5.4.1 BET61-64
• 5.4.2 XRD64-65
• 5.4.3 H_2-TPR65-66
• 5.4.4 TEM圖66-68
• 5.5 催化劑的活性實(shí)驗(yàn)68-72
• 5.5.1 停留時(shí)間對(duì)反應(yīng)的影響68-69
• 5.5.2 S/C的影響69-70
• 5.5.3 鎳負(fù)載量的影響70
• 5.5.4 催化劑壽命70-72
• 5.6 本章小結(jié)72-74
• 第六章 結(jié)論與展望74-76
• 6.1 結(jié)論74-75
• 6.2 展望75-76
• 參考文獻(xiàn)76-82
• 致謝82-84
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文84-86
• 導(dǎo)師及作者介紹86-87
• 附件87-88

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 簡(jiǎn)相坤;劉石彩;;生物質(zhì)固體成型燃料研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J];生物質(zhì)化學(xué)工程;2013年02期

2 王秦超;盧平;黃震;陳丹丹;夏良燕;郝江濤;;生物質(zhì)低溫?zé)峤馓炕匦缘膶?shí)驗(yàn)研究[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2012年S1期

3 典平鴿;張樂(lè)觀;江程程;;裂解溫度對(duì)生物質(zhì)熱解焦油成分的影響[J];可再生能源;2012年05期

4 劉波;李世青;廖洪強(qiáng);王忠衛(wèi);吳朝鋒;;煤與城市生活垃圾共熱解焦油成分分析[J];燃料與化工;2011年06期

5 袁惠新;王寧;付雙成;單振紅;;生物質(zhì)焦油的特性及其去除方法的研究現(xiàn)狀[J];過(guò)濾與分離;2011年03期

6 董玉平;郭飛強(qiáng);董磊;強(qiáng)寧;景元琢;;生物質(zhì)熱解氣化技術(shù)[J];中國(guó)工程科學(xué);2011年02期

7 景元琢;董玉平;蓋超;郭飛強(qiáng);董磊;;生物質(zhì)固化成型技術(shù)研究進(jìn)展與展望[J];中國(guó)工程科學(xué);2011年02期

8 鞏偉;陰秀麗;謝建軍;吳創(chuàng)之;繆冶煉;;多孔白云石顆粒催化裂解生物質(zhì)焦油的動(dòng)力學(xué)研究[J];太陽(yáng)能學(xué)報(bào);2010年07期

9 路冉冉;商輝;李軍;;生物質(zhì)熱解液化制備生物油技術(shù)研究進(jìn)展[J];生物質(zhì)化學(xué)工程;2010年03期

10 孔雪輝;王述洋;黎粵華;;生物質(zhì)燃料固化成型設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)[J];機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新;2010年02期

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本文編號(hào)：956854