發(fā)布時間：2018-05-28 13:38

  本文選題：合成氣 + 干重整��； 參考：《上海大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：焦?fàn)t煤氣二氧化碳重整制合成氣是近年來研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn),其意義在于:(l)可以充分利用冶金廢氣,緩解能源危機(jī),實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展;(2)減少溫室氣體排放,緩解全球氣候變暖,有利于環(huán)境保護(hù);(3)其H2/CO比更適合與F-T及甲醇的合成;(4)焦?fàn)t煤氣二氧化碳重整可作為能量儲存介質(zhì)。但是由于焦?fàn)t煤氣二氧化碳重整反應(yīng)過程中會產(chǎn)生嚴(yán)重的積碳,造成催化劑(尤其是非貴金屬催化劑)失活,進(jìn)而限制了其在工業(yè)中的應(yīng)用。盡管貴金屬催化劑具有良好的催化活性和抗積碳性能,但其成本昂貴且需要回收。因此,焦?fàn)t煤氣二氧化碳重整反應(yīng)研究和工業(yè)化的關(guān)鍵就是開發(fā)高活性、良好抗積碳性能的非貴金屬催化劑。本論文首先研究了Ni的摻雜量和煅燒溫度對溶膠凝膠法制備的La0.6Sr0.4NixCo1-xO3鈣鈦礦型復(fù)合氧化物催化劑催化活性的影響。通過XRD、TPR、TEM、SEM等表征手段對其性能進(jìn)行研究。XRD結(jié)果顯示在La0.6Sr0.4Co O3中摻雜Ni離子之后,La0.6Sr0.4NixCo1-xO3仍保持鈣鈦礦的結(jié)構(gòu)。Ni的摻雜顯著提高了催化劑的活性,其中La0.6Sr0.4Ni O3顯示出了最好的催化性能,CH4和CO2的轉(zhuǎn)化率分別達(dá)到93.3%和96.3%。反應(yīng)后的XRD結(jié)果顯示產(chǎn)物中生成了Ni0、Co0和La2O2CO3,其中La2O2CO3作為重要的中間產(chǎn)物,對焦?fàn)t煤氣二氧化碳重整催化劑的催化活性和抗積碳性能有重要的影響。研究還發(fā)現(xiàn),焦?fàn)t煤氣的富氫特性對催化劑中的積碳有一定的消除作用。其次,研究了La Ni O3負(fù)載在五種不同的載體Al2O3、Ce O2、Mg Al2O4、Si O2和SBA-15上的負(fù)載型催化劑LN-M(M=Al2O3,Ce O2,Mg Al2O4,Si O2,SBA-15)的催化活性,發(fā)現(xiàn)LN-Al2O3的催化活性最低,CH4和CO2的轉(zhuǎn)化率分別只有80.2%和96.1%,通過XRD和TPR發(fā)現(xiàn)還原后生成的Ni離子與Al2O3發(fā)生固相反應(yīng)生成了難以還原的Ni Al2O4尖晶石相,進(jìn)而降低了催化劑的活性。LN-Ce O2顯示出最高的催化活性,說明Ce O2和La Ni O3有著良好的相互作用,改良了催化劑的催化活性和抗積碳性能。最后,對LN-Ce O2催化劑進(jìn)行進(jìn)一步的研究,制備了一系列不同Ni含量的LN-Ce O2催化劑,并用于焦?fàn)t煤氣二氧化碳重整中。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)Ni含量從5wt%增加到15wt%時,催化劑的催化活性顯著增加,繼續(xù)增加Ni含量到20 wt%,催化活性反而降低到81%。TG-DSC結(jié)果表明,20wt%Ni/LNC的積碳量最高,導(dǎo)致其催化劑活性下降。
[Abstract]:Carbon dioxide reforming of coke oven gas to syngas has been a hot and difficult point in recent years. Its significance lies in that it can make full use of metallurgical waste gas, alleviate energy crisis, realize sustainable economic development and reduce greenhouse gas emissions. H2/CO is more suitable for carbon dioxide reforming with F-T and methanol than that with F-T and methanol) carbon dioxide reforming of coke oven gas can be used as energy storage medium. However, due to the serious carbon deposition in the process of carbon dioxide reforming of coke oven gas, the catalyst (especially non-precious metal catalyst) is deactivated, which limits its application in industry. Although noble metal catalysts have good catalytic activity and resistance to carbon deposition, they are expensive and need to be recovered. Therefore, the key to the research and industrialization of carbon dioxide reforming reaction of coke oven gas is to develop non-precious metal catalysts with high activity and good resistance to carbon deposition. In this paper, the effects of doping amount of Ni and calcination temperature on the catalytic activity of La0.6Sr0.4NixCo1-xO3 perovskite-type composite oxide catalyst prepared by sol-gel method were studied. The XRD results showed that the doping of La0.6Sr0.4NixCo1-xO3 with perovskite structure significantly improved the activity of the catalyst after doping Ni ions in La0.6Sr0.4Co O3. Among them, La0.6Sr0.4Ni O3 showed the best catalytic activity, the conversion of Ch 4 and CO2 reached 93 3% and 96 .3%, respectively. The results of XRD show that Ni0 Co0 and La2O2CO3 are formed in the products. La2O2CO3, as an important intermediate product, has an important effect on the catalytic activity and anti-carbon deposition of coke oven gas carbon dioxide reforming catalyst. It is also found that the hydrogen-rich properties of coke oven gas can eliminate the carbon deposition in the catalyst. Secondly, the catalytic activity of La Ni O 3 supported on five different supports of Al _ 2O _ 3, ce _ 2O _ 2, mg, Al _ 2O _ 4, Sio _ 2 and SBA-15 was studied, and the catalytic activity of the supported catalyst LN-MU Al _ 2O _ 3O _ 2O _ 2C _ 2O _ 2mg Al _ 2O _ 4 O _ 2O _ 2O _ 2SBA-15 was studied. It was found that the catalytic activity of LN-Al2O3 was the lowest, the conversion of CH4 and CO2 were only 80.2% and 96.1%, respectively. It was found by XRD and TPR that the Ni ~ (2 +) formed by the reduction reacted with Al2O3 in solid state to form a refractory Ni Al2O4 spinel phase. Thus, the activity of the catalyst. LN-CeO2 showed the highest catalytic activity, which indicated that there was a good interaction between ce O2 and La Ni O 3, and the catalytic activity and the resistance to carbon deposition of the catalyst were improved. Finally, a series of LN-Ce O 2 catalysts with different Ni content were prepared and used in carbon dioxide reforming of coke oven gas. The experimental results show that when Ni content increases from 5 wt% to 15 wt%, the catalytic activity of the catalyst increases significantly, and the catalytic activity decreases to 81%.TG-DSC, which leads to the decrease of the catalytic activity of Ni / LNC, which leads to the decrease of catalyst activity.
【學(xué)位授予單位】：上海大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O643.36;TE665.3

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：1946923