生物質(zhì)焦油催化轉(zhuǎn)化新型催化劑研究.pdf

1、生物質(zhì)能作為一種環(huán)境友好型的可再生能源，是目前唯一有望能在將來(lái)替代傳統(tǒng)化石能源的新能源。生物質(zhì)氣化技術(shù)是生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化的最有效途徑之一。但是在生物質(zhì)氣化過(guò)程中，不可避免的產(chǎn)生生物質(zhì)焦油。生物質(zhì)焦油不僅能堵塞傳輸管道，影響氣化系統(tǒng)的正常運(yùn)行，而且對(duì)環(huán)境及人體健康都有嚴(yán)重的威脅。因此，生物質(zhì)焦油是影響生物質(zhì)氣化技術(shù)推廣應(yīng)用的致命弱點(diǎn)。 本文對(duì)國(guó)內(nèi)外生物質(zhì)焦油脫除技術(shù)做了詳細(xì)的闡述及比較，從中得出結(jié)論，催化轉(zhuǎn)化法是生物質(zhì)焦油脫除的最有效

2、途徑。而催化劑的選擇是生物質(zhì)焦油催化轉(zhuǎn)化的重要因素，催化劑的催化活性和壽命是催化劑性能的重要標(biāo)志。從經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的角度考慮，鎳基催化劑被認(rèn)為是生物質(zhì)焦油催化轉(zhuǎn)化的最理想催化劑。 本文以篩選催化活性高，抗積炭能力強(qiáng)的新型催化劑為主要目的，對(duì)生物質(zhì)焦油的催化轉(zhuǎn)化做了一系列的實(shí)驗(yàn)研究，獲得了充實(shí)的數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和詳細(xì)的分析。在對(duì)真實(shí)生物質(zhì)焦油催化轉(zhuǎn)化之前，先以甲苯和苯作為生物質(zhì)焦油模擬化合物，在微型反應(yīng)裝置上對(duì)自制的兩類鎳基鎂橄

3、欖石催化劑進(jìn)行性能測(cè)試。首先考察了活性中心鎳和助劑鈰的負(fù)載量對(duì)催化劑性能的影響，同時(shí)考察了反應(yīng)條件溫度及水碳比對(duì)甲苯催化轉(zhuǎn)化的影響。結(jié)果顯示，CeO<,2>促進(jìn)的鎳基鎂橄欖石催化劑有較好的催化性能，在測(cè)試條件下，1﹪Ce-3﹪’Ni/Olivine催化劑有最好的催化活性，在反應(yīng)溫度為800℃，水碳摩爾比為5的條件下，對(duì)甲苯的轉(zhuǎn)化率為88．2﹪。在此催化劑的基礎(chǔ)上，考察了堿性助劑鎂的添加對(duì)催化劑的催化活性和抗積炭能力的改善情況，同時(shí)考察了

4、助劑添加次序的不同所帶來(lái)的影響。結(jié)果顯示，鎂的添加能顯著提高催化劑的抗積炭能力，不同的浸漬次序?qū)Υ呋瘎┑幕钚杂休^大影響；在同等條件下，依次浸漬鎂、鈰、鎳的催化劑有最高的催化活性，在測(cè)試條件下，1﹪Mg-1﹪Ce-3﹪Ni/Olivine在反應(yīng)溫度為800℃，水碳摩爾比為3．5時(shí)有最好的催化活性，對(duì)甲苯和苯的轉(zhuǎn)化率分別為93．8﹪和76．9﹪。 為了進(jìn)一步提高生物質(zhì)燃?xì)庵薪褂偷拇呋摮剑O(shè)計(jì)了一套生物質(zhì)氣化和相配套的燃?xì)庹w催

5、化凈化實(shí)驗(yàn)裝置，對(duì)自行合成的催化劑性能作進(jìn)一步的驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)是以松木鋸末為原料，考察了不同的氣化條件對(duì)氣化氣中氣體組分及焦油含量的影響。同時(shí)，以生物質(zhì)氣化產(chǎn)生的整體燃?xì)庾鳛樯镔|(zhì)焦油的來(lái)源，對(duì)自制的1﹪Ce-3﹪Ni/Olivine催化劑進(jìn)行性能測(cè)試，并對(duì)催化劑的添加以及催化轉(zhuǎn)化過(guò)程中蒸氣的添加對(duì)生物質(zhì)焦油催化轉(zhuǎn)化前后的氣體成分和生物質(zhì)焦油含量的影響進(jìn)行分析。結(jié)果顯示，在催化床溫度為750℃，有蒸汽加入的條件下此催化劑對(duì)重焦油的脫除效率能