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填充床介質(zhì)阻擋放電脫除氣化燃?xì)庵斜降难芯?/H1>
發(fā)布時間:2021-07-25 20:27
  以生物質(zhì)氣化焦油典型組分——苯作為模型物,采用填充床介質(zhì)阻擋放電(DBD)對氣化燃?xì)夥諊械谋竭M(jìn)行脫除�?疾炝巳�?xì)饨M成、填充物種類、反應(yīng)溫度及催化劑還原方式對苯脫除的影響。結(jié)果表明,反應(yīng)溫度200℃時,空氣氣化燃?xì)馀c水蒸氣氣化燃?xì)夥諊鷥?nèi)的苯脫除率比較接近,但燃?xì)庵写嬖谏倭縊2會導(dǎo)致脫除率明顯下降。并且,提高放電能量密度,使用高介電常數(shù)、高比表面積及孔容積的填充物能提高苯脫除率。采用傳統(tǒng)還原和等離子體還原兩種方式分別制得Ni/γ-Al2O3(C)、Ni/γ-Al2O3(P)催化劑,以Ni/γ-Al2O3(C)為DBD填充物,反應(yīng)溫度在230-330℃時,苯脫除率隨溫度升高而下降,330℃時達(dá)到最低脫除率11. 6%;溫度高于330℃,苯脫除率隨溫度急劇上升且在430℃達(dá)到最大值85. 4%。等離子體還原可制得大比表面積及高分散性的Ni/γ-Al2O3(P),其苯脫除率隨溫度變化的趨勢與Ni/γ... 

【文章來源】:燃料化學(xué)學(xué)報. 2019,47(04)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】:11 頁

【部分圖文】:

填充床介質(zhì)阻擋放電脫除氣化燃?xì)庵斜降难芯? src='http://image.cnki.net/getimage.ashx?id=RLHX2019040130001'  style='max-width:500px'></p><br> DBD焦油脫除實驗裝置示意圖<br><p align='center'><img src='http://image.cnki.net/getimage.ashx?id=RLHX2019040130002' alt='譜圖,催化劑,譜圖' style='max-width:500px'></p><br> 載體間的相互作用,又可分為β1和β2型。峰溫540與710℃可分別歸屬于β1型和β2型NiO物種。高溫還原峰810℃歸屬于γ型NiO物種,這種粒子具有穩(wěn)定的鎳鋁尖晶石結(jié)構(gòu)。表1不同填充物的比表面積和孔結(jié)構(gòu)Table1SpecificsurfaceareaandporestructureofpackingmaterialsPackingmaterialSpecificsurfaceareaA/(m2·g-1)Porevolumev/(cm3·g-1)Averagediameterd/nmGlasspellets<1--γ-Al2O3940.3437.3Ni/γ-Al2O3(P)840.3117.4Ni/γ-Al2O3(C)790.3127.8圖25%NiO/γ-Al2O3催化劑的H2-TPR譜圖Figure2H2-TPRprofilesof5%NiO/γ-Al2O3可以看出,NiO/γ-Al2O3催化劑上存在多種鎳的氧化態(tài)物種,催化劑還原活化后可以獲得不同種類的鎳活性物種。此外,反應(yīng)過程中等離子體放電也能夠?qū)⒀趸瘧B(tài)的鎳還原,獲得活性中心[20]。在等離子體催化過程中,等離子體與不同種類鎳活性中心之間的相互作用,可望產(chǎn)生協(xié)同作用,提高對燃?xì)庵薪褂偷拿摮Ч?.2燃?xì)饨M成的影響生物質(zhì)氣化燃?xì)獾慕M成與氣化介質(zhì)種類、氣化反應(yīng)條件緊密相關(guān),典型的氣化介質(zhì)有空氣、水蒸氣等[21]。為了考察氣化燃?xì)饨M成對等離子體脫除苯的影響,實驗中采用了四種不同組分燃?xì)�,其組成見表2。選用γ-Al2O3小球作為DBD反應(yīng)器的填充物,反應(yīng)溫度設(shè)定為200℃,實驗結(jié)果見圖3。表2不同類型的燃?xì)饨M成Table2GascomponentsofdifferentgasificationfuelgasesGasmixtureComponentφ/%H2COCO2CH4N2O2Air-gasificationfuelgas11518121.553.5-Air-gasificationfuelgas2102215350-Steam-gasificationfuelgas40252582-Oxygen-contain <br><br><p align='center'><img src='http://image.cnki.net/getimage.ashx?id=RLHX2019040130003' alt='燃?xì)?脫除,脫除率,填充物' style='max-width:500px'></p><br> 圖3不同燃?xì)夥諊鷮Φ入x子體脫除苯的影響Figure3Effectofcarriergasonthebenzeneremovalefficiencyasafunctionofspecificenergyinputreactionconditions:reactiontemperature=200℃,packingmaterial:γ-Al2O3pellets通常生物質(zhì)氣化燃?xì)庵袝猩倭縊2。為了考察O2對等離子體脫除苯的影響,選用了含氧燃?xì)?表2)進(jìn)行實驗。由圖3可知,O2的存在導(dǎo)致苯脫除率下降明顯。能量密度為750J/L時,空氣氣化燃?xì)?中的苯脫除率可達(dá)54.1%,然而含氧燃?xì)庵械谋矫摮蕝s僅為37.3%。這是因為O2是一種電負(fù)性氣體,會限制放電過程中的電子密度[25]。同時燃?xì)庵械腛2還會消耗放電中產(chǎn)生的活性物質(zhì),例如激發(fā)態(tài)N2[25]。因此,O2的加入會導(dǎo)致等離子體過程中苯脫除率的下降。2.3填充物的影響分別以玻璃珠、γ-Al2O3小球和Ni/γ-Al2O3(C)催化劑作為DBD反應(yīng)器的填充物,選用空氣氣化燃?xì)?作為載氣,在反應(yīng)溫度200℃時考察了不同填充物對介質(zhì)阻擋等離子體脫除苯的影響,實驗結(jié)果見圖4。由圖4可知,玻璃珠作為填充物時的苯脫除率低于以γ-Al2O3小球為填充物的脫除率。當(dāng)能量密度為750J/L時,填充γ-Al2O3小球時苯脫除率為52.5%,而填充玻璃珠的苯脫除率只有31.2%。這是因為γ-Al2O3具有比玻璃更高的相對介電常數(shù),能在單個放電周期中存儲更多能量,增強(qiáng)放電強(qiáng)度,從而促進(jìn)了放電過程中苯脫除反應(yīng);此外,γ-Al2O3小球的比表面積及孔體積都明顯大于玻璃珠(表1)。這些特點可延長反應(yīng)物和放電產(chǎn)生的活性物質(zhì)在放電區(qū)域的停留時間,增大兩者之間有效碰撞幾率,從而提高苯的脫除率[26]。鎳基催化劑由于其較高的催化活性及便宜的價格被廣泛用于生物 <br><br>【參考文獻(xiàn)】:<br>期刊論文<br>[1]Ni/γ-Al2O3甲烷化催化劑提高生物質(zhì)氣化燃?xì)獾臀粺嶂档膶嶒灒ㄓ⑽模J]. 董新新,金保昇,王妍艷,牛淼淼.  Journal of Southeast University(English Edition). 2017(04)<br>
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