生物油重整制氫-富氫合成氣以及費(fèi)托液體燃料的合成.pdf

1、生物質(zhì)是一種可再生的能源，是植物吸收水和CO<,2>通過(guò)光合作用產(chǎn)生的。全球化石燃料的消耗和同益增長(zhǎng)的能源需求造成的環(huán)境污染使生物質(zhì)能逐漸成為能源研究的熱點(diǎn)。生物質(zhì)作為能源消耗時(shí)，產(chǎn)生的CO<,2>會(huì)被植物等量的吸收，即CO<,2>的零排放。另外，與化石燃料相比，生物質(zhì)含硫，氮較少，是一種清潔的能源。我國(guó)生物質(zhì)資源非常豐富。生物質(zhì)能源的開(kāi)發(fā)和利用對(duì)我國(guó)的能源安全有重要的意義。本論文研究?jī)?nèi)容如下：一是從生物油制備生物油基合成氣，二是以生物

2、油基合成氣費(fèi)托合成制備費(fèi)托液體燃料。 1.生物油蒸汽重整制氫及富氫合成氣 合成了新型的蒸汽重整催化劑，即金屬摻雜的催化劑[Ca<,24>Al<,28>O<,64>]<'4+>·4O<'->/M(C12A7-O<'->/M，M=Mg，K，Ce)，研究了催化蒸汽重整生物油制備氫氣和富氫合成氣的過(guò)程。以固定床流動(dòng)式反應(yīng)器，研究了生物油重整的主要影響因素即溫度，金屬摻雜量，S/C等對(duì)氫產(chǎn)率，碳轉(zhuǎn)化率和含碳產(chǎn)物分布的影響。在所研究

3、的催化劑中，發(fā)現(xiàn)鎂摻雜量在15-18％時(shí)，C12A7/Mg具有最高的催化活性。在S/C>4.0，GHSV=10000 h<'-1>，T=750℃的條件下，以C12A7/18％Mg為催化劑，氫產(chǎn)率達(dá)到80％，碳轉(zhuǎn)化率達(dá)到96％以上。研究發(fā)現(xiàn)，催化劑的失活主要是因?yàn)榇呋瘎┍砻娴姆e碳。通過(guò)定期的清除催化劑表面的積碳，可以維持催化劑最初的催化活性。另外，研究了不同的催化劑(C12A7/15％Mg，12％Ni/γ-Al<,2>O<,3>，1％Pt

4、/γ-Al<,2>O<,3>)在不同條件如溫度，S/C等條件下對(duì)氫產(chǎn)率，碳轉(zhuǎn)化率及生物油合成氣組分的影響。總的來(lái)說(shuō)，生物油基合成氣的主要組分是H<,2>和CO<,2>，還有少量的CO和CH<,4>.重整催化劑的特性和反應(yīng)過(guò)程中形成的中間體以XRD，XPS和FT-IR等方法表征。在此基礎(chǔ)上對(duì)反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了初步探討。 2.生物油基合成氣通過(guò)費(fèi)托合成制備液體燃料 以H<,2>/CO/CO<,2>/N<,2>的標(biāo)準(zhǔn)氣作為生物油基

5、合成氣的模擬氣，在固定床流動(dòng)式反應(yīng)器中研究了費(fèi)托合成。結(jié)果表明，100Fe/6Cu/16AI/6K是適合生物油基合成氣費(fèi)托合成的催化劑。以100Fe/6Cu/16Al/6K為催化劑研究了溫度，壓力，接觸時(shí)間，CO<,2>/(CO+CO<,2>)(r)值等因素對(duì)費(fèi)托合成的影響。為得到高的碳轉(zhuǎn)化率和重質(zhì)烴選擇性，發(fā)現(xiàn)最佳合成條件是丁=280℃～300℃，P=1.0 MPa～2.0MPa，W/F>12.5 g<,cat>·h·mol<'-1>