生物质热解粗燃气催化重整特性和机理研究

发布时间：2024-07-05 17:06

　　以处理后堇青石为载体,选择Ni、Co、Mo为催化剂活性组分,采用真空浸渍法制备出系列催化剂,并对催化剂进行X射线衍射(XRD)及程序升温还原(TPR)表征。以生物质高温热解气为粗燃气,对催化剂的产气及焦油重整性能进行评价,并对其反应机理进行分析。结果表明:Mo₁Ni₃Co₁/堇青石催化剂的性能最佳,其产气率和焦油裂解率分别高达1.22 Nm³/kg和96.6%,其反应后形成的Mo₂C不仅能促进产气的重整,而且有一定的抗积碳能力;焦油的催化裂解以加氢、脱碳反应为主,首先是多环芳烃(PAHs)向苯的转化;然后是苯向小分子气体的转化。

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【部分图文】：

图1生物质热解催化装置示意图

催化剂测试装置见图1。首先将一定数量的催化剂（重时空速706kg/（h·m3））置于催化反应器内，并在活性测试前，于H2/N2（体积比1∶8,0.45m3/h）气氛下还原5h，温度为650℃，再用N2进行吹扫，然后当热解与催化反应器均到800℃后，启动螺旋进料器将木粉颗粒缓....

图2不同催化剂的XRD衍射图

由图2a可知，还原后催化剂的物相主要为堇青石（2Al2O3·2MgO·5SiO2）、Ni0、Co0和Mo-Ni，无明显影响催化剂活性的尖晶石（NiAl2O4和CoAl2O4）结构存在。对于单金属催化剂而言，Ni0与Co0的衍射峰位置分别为44.5°、44.3°（参见图2b....

图4催化剂（Mo1Ni3Co1/堇青石）反应前后的XRD谱图

另外，由催化剂Mo1Ni3Co1/堇青石反应前后的XRD表征结果（参见图4）可知，反应后催化剂中的Mo-Ni合金衍射峰消失，取而代之的是Mo2C衍射峰，这是CH4与Mo反应的结果（CH4+2Mo→Mo2C+2H2)[19]。说明CH4在该催化剂的活性位解离活化能较低，可提高CH4....

图7萘的催化裂解反应路径

2）萘（C10H8）：当部分大分子的多环芳香族化合物裂解为萘后，如果催化剂的活性还能保持较高水平，那么萘将发生进一步裂解。由图7可知，萘的第一步反应方式可能有2个：一是加氢反应生成1-苯基丁二烯和1,4-二氢化萘；二是水蒸气重整反应生成β-萘酚（或者α-萘酚）。1-苯基丁二烯经脱....

本文编号：4001255