【摘要】：為了進(jìn)一步提高生物質(zhì)氣化過(guò)程中裂解焦油催化劑的使用壽命，降低催化劑的使用成本，制備高純度合成氣，論文采用三段式熱裂解反應(yīng)器為氣化裝置，以Ni/木炭為催化劑，研究了該催化劑的使用壽命，以及各種熱裂解條件對(duì)氣化氣組成的影響。該三段式立式熱裂解反應(yīng)器分為上、中和下三段，其中下段用于杉木屑的熱解，中段反應(yīng)爐和上段反應(yīng)爐分別裝木炭催化劑和Ni/木炭催化劑，用于木屑熱分解小分子產(chǎn)物解的催化裂解。探討生物質(zhì)熱裂解反應(yīng)器的中段和上段裂解溫度對(duì)杉木屑熱裂解產(chǎn)物的影響。采用氣相色譜在線(xiàn)分析了氣體產(chǎn)物組分含量，研究了不同條件下，Ni/木炭催化劑對(duì)氣體重整反應(yīng)的影響。并利用XRD、SEM等技術(shù)分析了Ni/木炭催化劑重復(fù)使用前后的微觀(guān)結(jié)構(gòu)變化。 結(jié)果表明：在杉木屑熱裂解過(guò)程中，Ni/木炭催化劑上會(huì)同時(shí)發(fā)生炭的沉積和炭的氧化消耗兩個(gè)過(guò)程，且其質(zhì)量的變化受這兩個(gè)過(guò)程共同的影響，但鎳基活性中心上的積炭比載體木炭更難以被氧化消耗。沉積在Ni/木炭上的炭主要是以納米碳纖維的形式存在。采用三段式生物質(zhì)熱裂解反應(yīng)器不僅可以顯著延長(zhǎng)鎳/木炭催化劑的使用壽命，而且可以充分利用熱解氣化過(guò)程所產(chǎn)生的副產(chǎn)物固體炭，從而降低生物質(zhì)熱解氣化的催化劑使用成本。 采用Ni/木炭催化劑作為杉木屑熱分解小分子產(chǎn)物的裂解催化劑，可以制備出富含CO和H2的高純度生物質(zhì)合成氣。裂解溫度的升高及催化劑質(zhì)量的增加都有利于Ni/木炭催化劑催化裂解焦油并重整氣體，提高合成氣的純度，裂解溫度為900oC時(shí)，CH4和CO2重整反應(yīng)較劇烈，可以明顯提高合成氣的純度。 在三段式熱裂解反應(yīng)器中，當(dāng)中段裂解溫度不變時(shí)，升高上段裂解溫度有利于焦油的催化裂解和氣體的重整；當(dāng)上段裂解溫度為900oC時(shí)，改變中段裂解溫度對(duì)生物質(zhì)熱裂解產(chǎn)物的影響較小。選擇上段裂解溫度為900oC、中段裂解溫度為700oC等條件，可以較大程度地制得高純度合成氣。
【學(xué)位授予單位】：南京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TK6;TQ426
【圖文】：

Fig 2-1 Schematic diagram of the three-stage reactor for biomass pyrolysis and cracking注：1-高純氮?dú)猓?-減壓閥；3-轉(zhuǎn)子流量計(jì)；4，5，6-熱電偶溫度顯示儀；7-三段式熱裂解反應(yīng)器；8,9催化劑層；10-樣品層；11-填料；12，13，14-熱電偶；15-彎管；16-直型冷凝管；17，18，19-冰冷凝槽20-干 燥 管 ； 21-氣相色譜 儀 ； 22-工作 控 制 臺(tái) 。

(d) 在三段式熱裂解反應(yīng)器中 Ni/木炭催化劑重復(fù)使用 20 次后的 SEM 圖圖 2-7 Ni/木炭催化劑及其重復(fù)使用 20 次后的掃描電鏡照片F(xiàn)igure 2-7 SEM images of Ni/ char catalyst before and after reusing 20 tim2-8 顯示了在二段式熱裂解反應(yīng)器和在三段式熱裂解反應(yīng)器中，復(fù)使用 20 次后的外觀(guān)圖。由圖可知，在二段式熱裂解反應(yīng)器

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2724242