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《太原理工大学》 2010年
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镍催化剂用于双气头多联产系统重整反应单元研究

任琳  
【摘要】: 太原理工大学煤科学与技术重点实验室于2005年提出“气化煤气(GCG)与热解煤气(COG)共制合成气的多联产模式”,建立了双气头煤基多联产系统。该工艺利用热解煤气中的CH_4将气化煤气中的CO_2转变为CO,不仅从源头上减排了CO_2,而且充分利用了热解煤气中的氢源甲烷;由于此重整反应是系统中的核心单元,但目前重整反应工业化的主要技术难点在于高效催化剂的研究开发。因此,基于以上问题,本文制备了以镍为活性组分,Al2O3、MgO以及MgO-Al2O3为载体的催化剂;分别考察其对CH_4/CO_2重整反应的催化活性并进行了相关表征。具体研究内容和结果如下: 利用共沉淀法制备的NiO/MgO-Al2O3催化剂,表现出高的反应活性和良好的稳定性,经6小时活性测试后CH_4、CO_2转化率仍能保持在85%左右;X-射线衍射谱图显示双载体时催化剂表面存在较多的活性中心,这一结果与其表现出的高催化活性相一致。 参考973项目“气化煤气与热解煤气共制合成气的多联产应用的基础研究”所提供的数据,利用Chemkin软件计算了多气氛下重整反应的热力学过程。热力学计算结果显示:当原料气摩尔比M(n_(GCG)/n_(COG))在1.4~1.7之间、操作压力为常压、反应温度为1173~1273K时,CH_4/CO_2重整反应为主要反应。在此反应条件下,理论计算得到CH_4及CO_2的转化率分别可以达到93.2~98.7%及90.2~96.9%,合成气摩尔比nH2/nCO为1~1.3。以理论计算的反应条件为依据,考察了双载体催化剂在多联产系统重整反应中的催化?活性。结果表明,最佳空速为4.0×10~4 ml·gcat~(-1)·h~(-1),在此空速下经35 h反应后CO_2转化率仍可达80 %,CH_4转化率为60 %。
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TQ546

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