褐煤殘渣擔載鎳基催化劑在生物質(zhì)氣化中的應用.pdf

1、隨著化石能源的過度開采使用，在中國無霧霾等環(huán)境污染問題日趨嚴重，生物質(zhì)能作為唯一可儲存和運輸?shù)目稍偕茉?，不僅碳零排放優(yōu)點日益受到重視，其高效轉(zhuǎn)換和潔凈利用也日益受到全世界的關注。生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化技術是實現(xiàn)其能量轉(zhuǎn)換的最有效途徑，生物質(zhì)氣化是一種在高溫氣化介質(zhì)作用下，將生物質(zhì)熱分解為可燃氣體的熱化學轉(zhuǎn)化技術。為了提高生物質(zhì)氣化效率、優(yōu)化氣化氣組分、除焦油，在生物質(zhì)氣化焦油裂解中，不同類型催化劑，如堿土金屬催化劑、鐵系金屬催化劑等均有運用。<

2、br>　　本文以褐煤與生物質(zhì)共氣化為研究背景，以負載鎳的褐煤殘渣與生物質(zhì)焦油（以甲苯為模型化合物）在共氣化過程中的甲苯催化分解特性、煤焦氣化特性以及協(xié)同作用為研究點，研究褐煤載鎳基催化劑和Ni/Al2O3催化劑就是為了揭示尋找其內(nèi)在的規(guī)律，以便制備出活性高、選擇性好和壽命長的優(yōu)良工業(yè)催化劑。褐煤殘渣載鎳體的制備采用離子交換法，并利用BET、SEM、TGA、XRD、TEM等手段對所得褐煤殘渣載鎳體和制備的Ni/Al2O3催化劑進行了表征和

3、分析，通過與Ni/Al2O3催化劑性能對比、共氣化溫度對比、水碳比影響等，表明經(jīng)處理后的褐煤殘渣與生物質(zhì)焦油共氣化，不僅產(chǎn)氣率高，且具有生物質(zhì)焦油催化分解作用。褐煤作為催化劑載體具備巨大的經(jīng)濟優(yōu)勢，一旦此方法與現(xiàn)有工業(yè)設備相結合將帶來巨大的經(jīng)濟收益，并在最后提出了新型生物質(zhì)/褐煤殘渣共氣化系統(tǒng)的設計理念。
　　在研究過程中，本文還延伸探究了焙燒溫度對Ni/γ-Al2O3還原條件及催化甲苯水蒸氣重整反應的影響，結果表明焙燒溫度對催化

4、劑的還原條件及性能具有重要影響。700℃焙燒的催化劑在680℃的反應溫度下表現(xiàn)出良好的反應性能，在不進行預還原的情況下仍保持了很高的催化活性及穩(wěn)定性，此發(fā)現(xiàn)可簡化工業(yè)生產(chǎn)流程，降低工業(yè)生產(chǎn)成本及投資。并使用BET、XRD、TG-DTG等表征方式對反應前后的催化劑進行了表征，隨著焙燒溫度的升高，鎳與載體的作用力逐漸增強，NiAl2O4結構增多，這被認為是焙燒溫度影響催化劑還原條件的主要原因。最后通過TEM、XPS對700℃焙燒的催化劑的結