【摘要】：作為高污染高碳的能源品種,煤炭在支撐中國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的同時(shí)也帶來(lái)了日益嚴(yán)重的環(huán)境污染、溫室氣體等問(wèn)題。在大氣污染防治政策不斷升級(jí),而天然氣供應(yīng)明顯不足的情況下,由熱解煤氣制備天然氣,既可以實(shí)現(xiàn)能源的清潔高效利用,又可平衡天然氣的供需關(guān)系。一些由鈣鈦礦前驅(qū)體制得的催化劑具有很好的水煤氣變換反應(yīng)催化活性以及甲烷化催化活性,同時(shí)具有高溫耐受性,應(yīng)用于相對(duì)高溫、含有焦油成分的熱解荒煤氣體系,既可以去除其中大量的熱解廢水,從而降低后續(xù)過(guò)程中的能耗,減小設(shè)備負(fù)荷以及廢水處理成本,又可以增加其中甲烷的含量,調(diào)節(jié)碳?xì)浔忍嵘簹赓|(zhì)量。為了給實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)溫度的設(shè)定及模擬氣體的配制提供參考,本文研究了賀斯格烏拉褐煤在以陶瓷球?yàn)闊彷d體的轉(zhuǎn)窯中快速熱解時(shí),熱解產(chǎn)物分布隨溫度的變化規(guī)律。結(jié)果表明,在520~550℃之間,焦油產(chǎn)率達(dá)到最大,在此溫度區(qū)間內(nèi),CO與H_2的摩爾比的約為2,(CO+H_2)與H_2O的摩爾比為1.2。同時(shí)高溫煤氣中會(huì)含有大量的芳香分(以萘含量最多)、微量的含硫化合物等焦油成分。通過(guò)檸檬酸絡(luò)合法制備La NiO_3催化劑時(shí),不同制備條件對(duì)催化劑性能的影響很大。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,當(dāng)pH值為2.5時(shí),檸檬酸的水解程度適中,可以得到純的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)晶體物相,且結(jié)晶性較好,具有較高的CO_2選擇性(68.6%)。由熱失重及差熱分析結(jié)合XRD測(cè)試結(jié)果得知,當(dāng)焙燒溫度為800℃時(shí),可以形成晶化程度高的Ni-Co B位雙原子鈣鈦礦。更高的焙燒溫度會(huì)導(dǎo)致催化劑顆粒的團(tuán)聚,從而影響催化活性。在600℃下H_2預(yù)還原可以形成穩(wěn)定性好,分散度高的Ni/La_2O_3負(fù)載型結(jié)構(gòu),使反應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的高轉(zhuǎn)化率(95.18%)。La_2O_2(CO_3)為水煤氣變換反應(yīng)的重要穩(wěn)定中間產(chǎn)物。對(duì)B位雙原子鈣鈦礦催化劑、非化學(xué)計(jì)量比鈣鈦礦催化劑在模擬氣體條件下的催化性能進(jìn)行了研究。在實(shí)驗(yàn)條件下,單位質(zhì)量催化劑的活性順序?yàn)長(zhǎng)a NiO_3LaCoO_3La Fe O_3;CO_2選擇性的順序?yàn)長(zhǎng)a Fe O_3LaCoO_3La NiO_3;抗積碳能力的順序?yàn)長(zhǎng)aFeO_3LaCo O_3La NiO_3。A位盈余鈣鈦礦前驅(qū)體還原后得到更多的La_2O_3有利于提高CO_2選擇性,La_(1.1)Ni_(0.33)Co_(0.66)O_(3+δ)催化劑具有最高的除水率,CO轉(zhuǎn)化率為88.4%,其中CO_2選擇性為79.4%。催化劑上的宏觀反應(yīng)方程為:4.84CO+2.84_2→3.84_2+_4+0.84_2。隨著H_2濃度的增加,參與反應(yīng)的H_2O逐漸減少,當(dāng)n(CO)/n(H_2)=2/7時(shí),體系中的水含量不再減少,即該催化劑不適合在H_2濃度高的氣氛下使用。當(dāng)在反應(yīng)氣氛中通入萘的甲苯溶液時(shí),催化活性略有下降。但當(dāng)通入5%萘+1%噻吩的甲苯溶液時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率在1h內(nèi)急劇下降出現(xiàn)明顯的硫中毒現(xiàn)象。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TQ544

【參考文獻(xiàn)】

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1 劉源;賀新福;楊伏生;張亞剛;任秀彬;周安寧;;熱解溫度及氣氛變化對(duì)神府煤熱解產(chǎn)物分布的影響[J];煤炭學(xué)報(bào);2015年S2期

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5 常松;初茉;孫任暉;王博;曹文瀚;;褐煤與液化殘?jiān)矡峤鈱?duì)煤氣組成的影響研究[J];煤炭工程;2014年09期

6 張顏鑫;張因;趙永祥;;ZrO_2晶型對(duì)Ni/ZrO_2催化劑CO甲烷化性能的影響[J];分子催化;2013年04期

7 連奕新;楊意泉;方維平;;鈷鉬基水煤氣變換催化劑及其催化反應(yīng)工藝[J];石油化工;2011年04期

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9 陳磊;倪剛;韓波;周成岡;吳金平;;Fe_3O_4(111)面上的水煤氣變換反應(yīng)機(jī)理[J];化學(xué)學(xué)報(bào);2011年04期

10 劉曉明;倪哲明;姚萍;胥倩;毛江洪;王巧巧;;三種Au(111)催化水煤氣變換反應(yīng)機(jī)理的比較[J];物理化學(xué)學(xué)報(bào);2010年06期

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本文編號(hào)：2674390