生物質熱解粗燃氣催化重整特性和機理研究
發(fā)布時間:2024-07-05 17:06
以處理后堇青石為載體,選擇Ni、Co、Mo為催化劑活性組分,采用真空浸漬法制備出系列催化劑,并對催化劑進行X射線衍射(XRD)及程序升溫還原(TPR)表征。以生物質高溫熱解氣為粗燃氣,對催化劑的產氣及焦油重整性能進行評價,并對其反應機理進行分析。結果表明:Mo1Ni3Co1/堇青石催化劑的性能最佳,其產氣率和焦油裂解率分別高達1.22 Nm3/kg和96.6%,其反應后形成的Mo2C不僅能促進產氣的重整,而且有一定的抗積碳能力;焦油的催化裂解以加氫、脫碳反應為主,首先是多環(huán)芳烴(PAHs)向苯的轉化;然后是苯向小分子氣體的轉化。
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【部分圖文】:
本文編號:4001255
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圖1生物質熱解催化裝置示意圖
催化劑測試裝置見圖1。首先將一定數量的催化劑(重時空速706kg/(h·m3))置于催化反應器內,并在活性測試前,于H2/N2(體積比1∶8,0.45m3/h)氣氛下還原5h,溫度為650℃,再用N2進行吹掃,然后當熱解與催化反應器均到800℃后,啟動螺旋進料器將木粉顆粒緩....
圖2不同催化劑的XRD衍射圖
由圖2a可知,還原后催化劑的物相主要為堇青石(2Al2O3·2MgO·5SiO2)、Ni0、Co0和Mo-Ni,無明顯影響催化劑活性的尖晶石(NiAl2O4和CoAl2O4)結構存在。對于單金屬催化劑而言,Ni0與Co0的衍射峰位置分別為44.5°、44.3°(參見圖2b....
圖4催化劑(Mo1Ni3Co1/堇青石)反應前后的XRD譜圖
另外,由催化劑Mo1Ni3Co1/堇青石反應前后的XRD表征結果(參見圖4)可知,反應后催化劑中的Mo-Ni合金衍射峰消失,取而代之的是Mo2C衍射峰,這是CH4與Mo反應的結果(CH4+2Mo→Mo2C+2H2)[19]。說明CH4在該催化劑的活性位解離活化能較低,可提高CH4....
圖7萘的催化裂解反應路徑
2)萘(C10H8):當部分大分子的多環(huán)芳香族化合物裂解為萘后,如果催化劑的活性還能保持較高水平,那么萘將發(fā)生進一步裂解。由圖7可知,萘的第一步反應方式可能有2個:一是加氫反應生成1-苯基丁二烯和1,4-二氫化萘;二是水蒸氣重整反應生成β-萘酚(或者α-萘酚)。1-苯基丁二烯經脫....
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