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生物质气化气中焦油的催化裂解研究

韦杰  
【摘要】: 本文主要针对生物质热转化利用技术中的焦油催化裂解问题展开。焦油在输气管道中冷凝和不完全燃烧会导致磨损和腐蚀问题,会因燃气中夹带液滴等影响燃气设备(内燃机、燃气轮机等)的安全运行,焦油的存在还会影响气化效率,带来能量的浪费。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,选用萘为焦油模拟组分,建立了以催化剂活性组分CaO、MgO、Fe_2O_3等纯组分作为催化剂的小型实验台,进行萘的干重整催化裂解研究。结果表明900℃裂解温度下,Fe_2O_3催化裂解萘的转化率为80%,CaO-MgO的催化效果为72%,MgO的催化效果近69%,CaO的催化效果为64%。没有催化剂的情况下,萘的转化率近33%。研究了催化温度、气相停留时间、催化剂粒径大小对萘转化率的影响;在0~2h内催化剂的表面没有积炭,之后催化剂的活性大大降低,几乎没有活性。采用Arrhenius方程对实验数据进行线性回归计算,计算出不同反应过程的反应速度和活化能,计算拟合的结果较吻合。催化裂解的活化能相对于热裂解的活化能有较大幅度的降低(热裂解的活化能E=173.3kJ/mol降至催化裂解的E=92.4kJ/mol)。


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