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凹凸棒石黏土催化裂解生物质气化焦油

石莹  
【摘要】: 生物质热解气化技术的研究与广泛应用,使生物质热解焦油的影响越来越为人们所关注。但是在生物质气化过程中,不可避免的产生生物质焦油,生物质焦油不仅能堵塞传输管道,影响气化系统的正常运行,而且对环境及人体健康都有严重的威胁。因此,生物质焦油是影响生物质气化技术推广应用的致命弱点。在综述国内外有关生物质焦油脱除及催化剂研究现状的基础上,建立了实验室规模的固定床生物质焦油催化裂解实验系统和一套完整的气体分析手段。选用几种常见的矿物材料作为催化剂进行初步的评价,并与石英砂的热裂解效果进行对比。作为一种廉价的催化剂,凹凸棒石黏土有良好的催化效果。本文通过高温热裂解实验,考察催化剂用量、粒径、煅烧温度条件以及反应温度等操作条件对凹凸棒石催化焦油裂解活性的影响。结果显示随着裂解温度的升高,焦油转化率、氢产率都显著增加;凹凸棒石的煅烧处理能够改善催化活性,但过高的煅烧温度将破坏凹凸棒石特征结构,从而不利于其催化效率。随后,本项研究还利用等体积浸渍法制备凹凸棒石负载镍的催化剂,考察镍的负载量和裂解温度对于焦油催化活性的影响。与凹凸棒石相比较,镍的加入对生物质焦油催化裂解反应显示出了更好的活性,同时积碳量也有明显的减少,这说明镍对凹凸棒石的催化活性有促进作用,同时也提高了催化剂的抗积碳能力。


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