Ni-Zn/玄武巖催化劑松木催化氣化實(shí)驗(yàn)研究
發(fā)布時(shí)間:2022-02-10 16:44
在當(dāng)今這個(gè)能源短缺的時(shí)代,探索新能源和提高能源利用率是一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。利用大量且容易獲得的林產(chǎn)廢棄生物質(zhì)進(jìn)行催化氣化反應(yīng),制取富氫燃?xì)庾鳛榍鍧嵢剂鲜褂?是當(dāng)下廣泛研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。就本領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外的研究進(jìn)展而言,生物質(zhì)氣化領(lǐng)域主要的研究焦點(diǎn)是尋找高效的氣化催化劑,提高氣化氣的產(chǎn)量以及熱值。目前研究中存在的問(wèn)題主要是:催化劑性能不穩(wěn)定、易積碳或失活及氣化過(guò)程產(chǎn)生的焦油難以?xún)艋蛎摮H绾翁岣叽呋瘎┬什⒏咝У剡M(jìn)行焦油的脫除是目前生物質(zhì)氣化的研究熱點(diǎn)。在此前提下,本文采用水熱合成法,以玄武巖纖維作為催化劑載體,Ni、Zn作為催化劑助劑,制備了Ni-Zn/玄武巖復(fù)合催化劑,并通過(guò)自建的下吸式氣化爐實(shí)驗(yàn)平臺(tái),研究了Ni-Zn/玄武巖復(fù)合催化劑在不同Ni、Zn離子負(fù)載量、水蒸氣與生物質(zhì)質(zhì)量比(即氣料比,S/B)、氣化反應(yīng)溫度等實(shí)驗(yàn)條件下對(duì)生物質(zhì)氣化氣組分的影響,同時(shí)還考察了復(fù)合催化劑的熱穩(wěn)定性。圍繞以上內(nèi)容,本文主要研究工作如下:(1)采用水熱合成法制備工藝,將Ni、Zn離子負(fù)載于玄武巖纖維上,制備N(xiāo)i-Zn/玄武巖復(fù)合催化劑,對(duì)催化劑進(jìn)行掃描電鏡形貌觀察發(fā)現(xiàn)ZnO和NiO均可較好地附著在玄武巖纖維...
【文章來(lái)源】:內(nèi)蒙古科技大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)
【文章頁(yè)數(shù)】:60 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
能源需求結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)
內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文-3-將顯著增加?稍偕茉吹脑鲩L(zhǎng)量占總增長(zhǎng)量的40%,是能源總增長(zhǎng)量中的主要組成部分,預(yù)測(cè)到2040年,世界能源最多樣化的結(jié)構(gòu)將出現(xiàn)。具體變化趨勢(shì)如圖1.2所示。圖1.2能源需求結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)放眼國(guó)內(nèi),目前我國(guó)的能源需求正處于一個(gè)由傳統(tǒng)不可再生能源向新興的可再生能源轉(zhuǎn)型的時(shí)期,由于能源利用率的逐步提高,我國(guó)能源需求量年增長(zhǎng)率將下降為1.5%,約為此前20年間年增長(zhǎng)率的1/5-1/4;碳排放量將在2025年左右達(dá)到峰值100億噸左右,在此之后將逐年下降[2]。具體情況如圖1.3所示。圖1.3我國(guó)能源需求年增長(zhǎng)率及二氧化碳排放量預(yù)期變化
內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文-16-圖2.1Ni-Zn/玄武巖復(fù)合催化劑形成機(jī)理示意圖為了強(qiáng)化NiO和ZnO的附著效果,實(shí)驗(yàn)前需要將玄武巖纖維剪成小段,放置并在盛有NaOH溶液的表面皿內(nèi),在超聲清洗器中處理,使其充分分散并清洗掉纖維表面的油污,并對(duì)其表面腐蝕,增加粗糙度,以利于物料附著在玄武巖纖維表面。將少量的NaOH加入反應(yīng)環(huán)境之中,可以促進(jìn)硫酸鎳NiSO4和乙酸鋅Zn(Ac)2的水解,有利于反應(yīng)的進(jìn)行。2.2催化劑制備實(shí)驗(yàn)2.2.1原料與設(shè)備制備N(xiāo)i-Zn/玄武巖復(fù)合催化劑所用到的材料主要有:二水合乙酸鋅Zn(Ac)2·2H2O(AR,天津市化學(xué)試劑六廠),六水合硫酸鎳NiSO4·6H2O(AR,天津市福辰化學(xué)試劑廠),氫氧化鈉NaOH(AR,天津市百世化工有限公司),短切玄武巖纖維(四川航天拓鑫玄武巖實(shí)業(yè)有限公司),所用水為去離子水(由實(shí)驗(yàn)室艾科制水機(jī)制得)。所用到的設(shè)備主要有:50ml規(guī)格帶聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓水熱反應(yīng)釜,BPG-9070A型精密鼓風(fēng)干燥箱(上海一恒科學(xué)儀器有限公司),KQ-300E型超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)等。圖2.2為催化劑制備實(shí)驗(yàn)中所用到的部分原料與設(shè)備的照片。(a)制備用試劑(b)電熱鼓風(fēng)干燥箱(c)超聲清洗器(d)電子天平(e)真空干燥箱圖2.2催化劑制備所用部分原料與設(shè)備照片
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]木屑炭水蒸氣催化氣化制取合成氣研究[J]. 寧思云,應(yīng)浩,徐衛(wèi),尹航,朱立,賈爽. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2020(02)
[2]甲烷及水蒸氣對(duì)生物質(zhì)催化氣化合成氣和焦油的影響[J]. 沈亞蘭,劉陽(yáng),俞海淼. 化工進(jìn)展. 2019(03)
[3]Ni/C催化劑對(duì)生物質(zhì)氣化制氫的影響[J]. 汪大千,姚丁丁,楊海平,王賢華,陳漢平. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2017(19)
[4]玄武巖纖維/TiO2復(fù)合材料的制備及表征[J]. 汪靖凱,杭美艷,李可慶,楊文煥,張培育. 材料科學(xué)與工藝. 2017(02)
[5]白云石催化松木燃料棒水蒸氣氣化試驗(yàn)[J]. 牛永紅,韓楓濤,張雪峰,王麗,許嘉,陳義勝. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2016(12)
[6]鎳負(fù)載量對(duì)Ni/γ-Al2O3催化劑的影響及CO甲烷化性能研究[J]. 王煜炎,吳剛強(qiáng),郎中敏,王亞雄. 化學(xué)工程與裝備. 2016(12)
[7]玄武巖催化甲烷裂解制C2烴[J]. 王欣,羅學(xué)剛,張盼盼,陳葉. 精細(xì)化工. 2016(10)
[8]高溫蒸汽松木顆粒富氫氣化試驗(yàn)[J]. 牛永紅,韓楓濤,陳義勝. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2016(03)
[9]鎳負(fù)載量對(duì)Ni/MgO(111)催化甲烷二氧化碳重整反應(yīng)性能影響[J]. 李琳,張露明,張煜華,李金林. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2015(03)
[10]農(nóng)林廢棄物水蒸氣催化氣化動(dòng)力學(xué)研究[J]. 江龍,胡松,孫路石,蘇勝,徐朝芬,許凱,向軍. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2015(01)
博士論文
[1]鈣基添加劑強(qiáng)化生物質(zhì)熱解氣化產(chǎn)氫特性及作用機(jī)制研究[D]. 張波.重慶大學(xué) 2016
[2]生物質(zhì)催化氣化定向制備合成氣過(guò)程與機(jī)理研究[D]. 成功.華中科技大學(xué) 2012
[3]生物質(zhì)催化熱解和氣化的應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D]. 李建芬.華中科技大學(xué) 2007
碩士論文
[1]銅渣催化氣化生物質(zhì)與廢塑料的特性研究[D]. 巴飛.昆明理工大學(xué) 2017
[2]MgO和CeO2對(duì)Ni/olivine催化劑蒸氣轉(zhuǎn)化甲苯的催化性能的影響研究[D]. 侯曉雪.鄭州大學(xué) 2015
[3]陶瓷纖維、玄武巖纖維、聚苯硫醚纖維及聚醚醚酮纖維的分析鑒別方法的研究[D]. 來(lái)燕芳.東華大學(xué) 2014
[4]基于鈰鋯改性鎳基催化劑的生物質(zhì)催化氣化實(shí)驗(yàn)研究[D]. 呂濤濤.華中科技大學(xué) 2012
[5]外循環(huán)徑向移動(dòng)床生物質(zhì)催化氣化制氫工藝研究[D]. 鄒文俊.大連理工大學(xué) 2012
[6]木屑/木屑炭高溫水蒸氣氣化制備合成氣研究[D]. 涂軍令.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院 2012
[7]生物質(zhì)高溫水蒸氣氣化制備富氫燃?xì)獾难芯縖D]. 李琳娜.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院 2011
本文編號(hào):3619180
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【文章頁(yè)數(shù)】:60 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
能源需求結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)
內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文-3-將顯著增加?稍偕茉吹脑鲩L(zhǎng)量占總增長(zhǎng)量的40%,是能源總增長(zhǎng)量中的主要組成部分,預(yù)測(cè)到2040年,世界能源最多樣化的結(jié)構(gòu)將出現(xiàn)。具體變化趨勢(shì)如圖1.2所示。圖1.2能源需求結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)放眼國(guó)內(nèi),目前我國(guó)的能源需求正處于一個(gè)由傳統(tǒng)不可再生能源向新興的可再生能源轉(zhuǎn)型的時(shí)期,由于能源利用率的逐步提高,我國(guó)能源需求量年增長(zhǎng)率將下降為1.5%,約為此前20年間年增長(zhǎng)率的1/5-1/4;碳排放量將在2025年左右達(dá)到峰值100億噸左右,在此之后將逐年下降[2]。具體情況如圖1.3所示。圖1.3我國(guó)能源需求年增長(zhǎng)率及二氧化碳排放量預(yù)期變化
內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文-16-圖2.1Ni-Zn/玄武巖復(fù)合催化劑形成機(jī)理示意圖為了強(qiáng)化NiO和ZnO的附著效果,實(shí)驗(yàn)前需要將玄武巖纖維剪成小段,放置并在盛有NaOH溶液的表面皿內(nèi),在超聲清洗器中處理,使其充分分散并清洗掉纖維表面的油污,并對(duì)其表面腐蝕,增加粗糙度,以利于物料附著在玄武巖纖維表面。將少量的NaOH加入反應(yīng)環(huán)境之中,可以促進(jìn)硫酸鎳NiSO4和乙酸鋅Zn(Ac)2的水解,有利于反應(yīng)的進(jìn)行。2.2催化劑制備實(shí)驗(yàn)2.2.1原料與設(shè)備制備N(xiāo)i-Zn/玄武巖復(fù)合催化劑所用到的材料主要有:二水合乙酸鋅Zn(Ac)2·2H2O(AR,天津市化學(xué)試劑六廠),六水合硫酸鎳NiSO4·6H2O(AR,天津市福辰化學(xué)試劑廠),氫氧化鈉NaOH(AR,天津市百世化工有限公司),短切玄武巖纖維(四川航天拓鑫玄武巖實(shí)業(yè)有限公司),所用水為去離子水(由實(shí)驗(yàn)室艾科制水機(jī)制得)。所用到的設(shè)備主要有:50ml規(guī)格帶聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓水熱反應(yīng)釜,BPG-9070A型精密鼓風(fēng)干燥箱(上海一恒科學(xué)儀器有限公司),KQ-300E型超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)等。圖2.2為催化劑制備實(shí)驗(yàn)中所用到的部分原料與設(shè)備的照片。(a)制備用試劑(b)電熱鼓風(fēng)干燥箱(c)超聲清洗器(d)電子天平(e)真空干燥箱圖2.2催化劑制備所用部分原料與設(shè)備照片
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]木屑炭水蒸氣催化氣化制取合成氣研究[J]. 寧思云,應(yīng)浩,徐衛(wèi),尹航,朱立,賈爽. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2020(02)
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[3]Ni/C催化劑對(duì)生物質(zhì)氣化制氫的影響[J]. 汪大千,姚丁丁,楊海平,王賢華,陳漢平. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2017(19)
[4]玄武巖纖維/TiO2復(fù)合材料的制備及表征[J]. 汪靖凱,杭美艷,李可慶,楊文煥,張培育. 材料科學(xué)與工藝. 2017(02)
[5]白云石催化松木燃料棒水蒸氣氣化試驗(yàn)[J]. 牛永紅,韓楓濤,張雪峰,王麗,許嘉,陳義勝. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2016(12)
[6]鎳負(fù)載量對(duì)Ni/γ-Al2O3催化劑的影響及CO甲烷化性能研究[J]. 王煜炎,吳剛強(qiáng),郎中敏,王亞雄. 化學(xué)工程與裝備. 2016(12)
[7]玄武巖催化甲烷裂解制C2烴[J]. 王欣,羅學(xué)剛,張盼盼,陳葉. 精細(xì)化工. 2016(10)
[8]高溫蒸汽松木顆粒富氫氣化試驗(yàn)[J]. 牛永紅,韓楓濤,陳義勝. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2016(03)
[9]鎳負(fù)載量對(duì)Ni/MgO(111)催化甲烷二氧化碳重整反應(yīng)性能影響[J]. 李琳,張露明,張煜華,李金林. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2015(03)
[10]農(nóng)林廢棄物水蒸氣催化氣化動(dòng)力學(xué)研究[J]. 江龍,胡松,孫路石,蘇勝,徐朝芬,許凱,向軍. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2015(01)
博士論文
[1]鈣基添加劑強(qiáng)化生物質(zhì)熱解氣化產(chǎn)氫特性及作用機(jī)制研究[D]. 張波.重慶大學(xué) 2016
[2]生物質(zhì)催化氣化定向制備合成氣過(guò)程與機(jī)理研究[D]. 成功.華中科技大學(xué) 2012
[3]生物質(zhì)催化熱解和氣化的應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D]. 李建芬.華中科技大學(xué) 2007
碩士論文
[1]銅渣催化氣化生物質(zhì)與廢塑料的特性研究[D]. 巴飛.昆明理工大學(xué) 2017
[2]MgO和CeO2對(duì)Ni/olivine催化劑蒸氣轉(zhuǎn)化甲苯的催化性能的影響研究[D]. 侯曉雪.鄭州大學(xué) 2015
[3]陶瓷纖維、玄武巖纖維、聚苯硫醚纖維及聚醚醚酮纖維的分析鑒別方法的研究[D]. 來(lái)燕芳.東華大學(xué) 2014
[4]基于鈰鋯改性鎳基催化劑的生物質(zhì)催化氣化實(shí)驗(yàn)研究[D]. 呂濤濤.華中科技大學(xué) 2012
[5]外循環(huán)徑向移動(dòng)床生物質(zhì)催化氣化制氫工藝研究[D]. 鄒文俊.大連理工大學(xué) 2012
[6]木屑/木屑炭高溫水蒸氣氣化制備合成氣研究[D]. 涂軍令.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院 2012
[7]生物質(zhì)高溫水蒸氣氣化制備富氫燃?xì)獾难芯縖D]. 李琳娜.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院 2011
本文編號(hào):3619180
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