生物質(zhì)秸稈氣合成甲醇工藝研究.pdf

1、近年來,由于大量使用化石燃料,嚴(yán)重污染環(huán)境.而且由于化石燃料匱乏,尋找一種新的、可再生的、無污染的能源是件迫在眉捷的事情.生物質(zhì)作為高效和廉價的太陽能濃縮儲存方式,利用當(dāng)今世界高科技的成果,可使其轉(zhuǎn)變?yōu)楦咂焚|(zhì)能源—燃料甲醇.所以不論從農(nóng)村能源開發(fā),還是從環(huán)境保護(hù)出發(fā),研究生物質(zhì)能源的轉(zhuǎn)變都是一項(xiàng)迫在眉睫的重大課題.同時,在中國開展生物質(zhì)的綜合利用有著十分重要的社會、經(jīng)濟(jì)效益.在對氣化過程中的氣化爐進(jìn)行選擇時,考慮到循環(huán)流化床氣化反應(yīng)器可

2、以制出優(yōu)質(zhì)的秸稈氣.但設(shè)備投資大,生產(chǎn)成本高,不適合中國國情.該論文采用已經(jīng)在國內(nèi)推廣應(yīng)用的XFF-1000型下吸式固定床氣化爐氣化.對玉米秸稈發(fā)熱量以及秸稈氣成份做定量分析,結(jié)果表明,秸稈氣中氫氣大約12.60﹪,而一氧化碳、二氧化碳含量大約為:15.80﹪、12.50﹪,氫碳比不能得到化學(xué)反應(yīng)的需求.還含有55.00﹪氮?dú)夂?.4﹪的甲烷,對合成反應(yīng)來說是惰性氣體,對反應(yīng)不利.可以采用變壓吸附的方法(除掉大量的氮?dú)?和變換、脫碳的方

3、法來調(diào)節(jié)氫碳比.該實(shí)驗(yàn)采用配氫的方法來調(diào)節(jié)氫碳比.同時秸稈氣中還含有少量的焦油、硫化物、氧氣等物質(zhì)可以造成合成反應(yīng)的銅基催化劑失活.因此,該文對秸稈氣進(jìn)行脫硫、脫氧、除焦等實(shí)驗(yàn)研究.最后得到優(yōu)質(zhì)的秸稈合成氣.以直流流動等溫積分反應(yīng)器為實(shí)驗(yàn)裝置,對秸稈氣催化合成燃料甲醇技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究.研究了空速、壓力、溫度等對秸稈氣合成甲醇的影響.使用C301、C302、NC306銅基催化劑,通過實(shí)驗(yàn)優(yōu)選出合適的催化劑,結(jié)果表明,C301銅基催化劑是比

4、較合適的催化劑.然后通過正交實(shí)驗(yàn)和單因素實(shí)驗(yàn),對秸稈氣催化合成燃料甲醇工藝進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,得出較合適的工藝參數(shù)為:質(zhì)量空速8000 L·kgcat<'-1>·h<'-1>、壓力5.0MPa、溫度235℃.該文對銅基催化劑失活做了初步研究.測定了催化劑的比表面積、X-Ray等.發(fā)現(xiàn)使用后催化劑比表面積比使用前降低較多,最高可降低55.0﹪.比表面積降低引起催化劑活性降低.另外,使用后銅晶粒長大也引起催化劑活性降低.催化劑失活的原因:一是高溫