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《华南理工大学》 1999年
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生物质催化裂解气化研究

宋晓锐  
【摘要】:本文针对我国国产白木屑在自行开发建立的流化床生物质气化系统上进行了非传统气化新方式实验、催化剂制备与筛选、催化剂性能研究、热力学过程模拟等一系列研究工作,得到良好结果。 1.催化裂解气化实验证明这种新的无活性气体加入的非传统气化,在原料消耗,提高催化剂稳定性,产品分布及除净焦油等方面具有明显优越性。 2.开发的共沉淀镍铝催化剂对生物质催化裂解气化有优良低温活性。使气化温度由传统的800℃以上降至650℃左右,并实现无焦油生成的产品气净化水平。催化剂失活速度较慢,失活催化剂可用混合气有效再生。因此该催化剂已具有工业开发的意义。 3.催化剂性能及表征研究结果证明,该催化剂以不规整尖晶石相为活性体先驱物,以镍铝比为1:2、700-750℃下焙烧、适宜还原条件的化学计量铝酸镍为最佳。活性与催化剂氧化先驱物结晶的规整程度和晶粒大小有内在联系。 4.综合各项研究的结果,提出镍铝催化剂氧化物二极亚稳相模型,以铝酸根的出现为分界,低镍和高镍结构的两极亚稳相具有完全不同的氢吸附形式、催化活性、还原特征和晶体形态。其中一极亚稳相对生物质裂解气化性能更好。 5.开创了一种新的催化剂制备方法。应用新型表面活性剂APG助剂辅助的浸渍沉淀法,用低表面张力、强润湿渗透力的混合盐浸渍液和共沉淀剂在大孔径,高机械强度的预制载体内孔中共沉淀活性组份。该法解决了共沉淀催化剂机械强度差的问题,还使贵金属的修饰及减小共沉淀物晶粒大小成为可能,是一种极有前途的工业催化剂制备方法。实验还发现表面活性APG对浸渍法制备催化剂有良好助剂作用。 6.对数种镍基催化剂用于生物质催化裂解气化进行了初步活性筛选,结果证明,无载体镍、金属镍、浸渍法制备的负载型Ni/Al_2O_3和Ni/白云石等。对生物质气化均有一定活性,但不及本文开发的铝酸镍催化剂,其中无载体镍最差而金属镍可能具有高温活性。 7.对生物质流化床催化裂解气化过程进行了热力学模拟和分析,建立了以床层温度为独立变量的数学模型,可据其预测任一温度下的气体产物分布。将其
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:1999
【分类号】:TK6

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