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《河南农业大学》 2019年
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玉米秸秆热解气催化重整制备合成气特性实验研究

李盾  
【摘要】:在采用生物质热解或者气化制备合成气可以使大量的生物质资源得到充分的有效利用,同时也可以在一定程度上缓解日益紧张的能源危机。但是在传统的生物质热解气化气产品的品质不高,焦油和二氧化碳的含量较高,这样不仅使装置的气化效率较低,同时还对合成气造成了不良的影响,为此项目组自制了闭式循环生物质催化重整炉,以此来降低合成气中的温室气体(CH4+CO2)。项目组采用等体积浸渍法制备了以γ-Al2O3、SiO2、TiO2、ZSM-5的系列催化剂,镍的负载量为10%,铜的含量为3%;以及以γ-Al2O3为载体,镍的负载量(5%、7.5%、10%、12.5%、15%),铜的负载量为3%;以玉米秸秆为原料,在自制的闭式循环生物质热解催化催化重整炉上进行催化重整实验,进行有无循环条件下的对比实验,考察了镍负载量、反应温度、水蒸气与玉米秸秆的质量比(S/B)、催化剂与玉米秸秆质量比(C/B)对玉米秸秆催化重整制备合成气的影响;并采用XRD、H2-TPR、SEM对催化剂的进行了表征,得到了如下实验结果:在催化炉、热解炉同为800℃,S/B为0.5、C/B为0.5,分别采用以γ-Al2O3、SiO2、TiO2、ZSM-5为载体,镍负载量为10%的镍基催化剂时进行有无循环的的比较,实验结果表明,在有循环的条件下能够显著降低温室气体(CH4+C02)的含量,同时提高合成气(H2+CO)的含量,提高产气率、碳转化率、气化效率。在有循环条件下对以γ-Al2O3为载体的催化剂负载量、反应温度、水蒸气与玉米秸秆的质量比(S/B)、催化剂与玉米秸秆的质量比进行考察。实验结果表明:在制备的负载型镍基催化剂中,γ-Al2O3为载体的负载型镍基催化剂具有最佳活性,镍的负载量为10%;在反应温度为850℃、S/B为1、C/B为0.5时,合成气中H2/CO为1.41,温室气体含量(CO2+CH4)为20.39%,碳转化率为86.07%;装置产气率为1.15Nm3/Kg,气化效率为79.61%.对以γ-A1203为载体的催化剂,镍的负载量为10%进行XRD、H2-TPR、SEM表征。结果表明:以γ-A1203为载体的镍基催化剂具有较好的分散性,这是因为,NiO与载体是以化合物的形式存在,因而具有较高的分散性。
【学位授予单位】:河南农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:TE665.3;TK6

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