【摘要】：日益嚴重的環(huán)境問題迫使發(fā)展清潔與可再生能源成為我國能源消費結構改革的重要戰(zhàn)略之一。生物質氣化制氫技術的發(fā)展為高效清潔能源氫能的制備提供了新途徑,但生物質直接氣化產生的氫氣含量較低,且氣化過程中產生的焦油危害較大,對設備和后續(xù)操作造成損害,并降低能源轉化效率。對此,本文以低成本橄欖石為載體制備高效Fe-Ce/olivine催化劑,以提升生物質產氣品質,降低焦油產量。與天然橄欖石相比,經高溫煅燒后的橄欖石在結構和性質上都有較大的變化,比表面積和孔容積均有所增加,更有利于活性金屬的負載;煅燒后橄欖石表面鐵的價態(tài)從Fe(II)轉變?yōu)镕e(III),且橄欖石表面活性組分鐵含量增加,可提升橄欖石的催化活性。同時,在實驗室條件下比較了不同煅燒溫度(800-1000℃)下橄欖石的催化活性,得出900℃煅燒橄欖石具備最高的催化活性。以煅燒橄欖石作為載體,用沉積沉淀法制備Fe-Ce/olivine催化劑,并采用XRF、BET、XRD、SEM/EDX、FTIR等方法對催化劑進行表征,分析催化劑的形貌特征以及晶體結構。重點評價Fe-Ce/olivine催化劑在生物質氣化過程中的催化活性,探討Fe-Ce/olivine催化劑在生物質水蒸氣催化氣化過程中的催化機理。實驗表明Fe-Ce/olivine催化劑對氣體產物中氫氣含量的提升具有較好的催化效果,且焦油去除率可達90%以上。通過比較分析催化劑反應前后結構及形貌變化,得出Fe-Ce/olivine催化劑在氣化過程中具有較強的熱穩(wěn)定性以及抗積炭性能,并測得Fe-Ce/olivine催化劑最大的碳沉積率為3.75%。為優(yōu)化實驗參數,利用實驗室搭建的兩段式固定床反應器進行生物質水蒸氣催化氣化的實驗,重點研究了Fe-Ce/olivine催化劑的添加、S/B值、固相停留時間、氣化溫度及催化溫度等因素對生物質氣化效果的影響。同時考慮氣化效率及經濟性,分析比較得出實驗室條件下的最佳氣化條件,為Fe-Ce/olivine催化劑在實際生物質氣化中的應用提供參考。
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TK6

【參考文獻】

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本文編號：2642056