载铈白云石基黏土陶催化松木气化研究

以白云石为主要骨料,采用粉末烧结一步法制备黏土陶载体,经浸渍负载稀土Ce后煅烧,制得新型载铈白云石基(Ce-Dol)黏土陶催化剂,用于松木棒为原料的生物质催化气化实验,实验系统采用自行建设的两段式气化炉。研究不同载Ce量、不同气化温度及水蒸气流量条件下Ce-Dol黏土陶催化剂的催化气化性能,并确定最优工况。研究结果表明,白云石基黏土陶载铈后可有效提高催化活性,使气化产物中部分官能团伸缩振动峰吸光度降低,有效促进焦油的二次裂解,提高生物质气化气品质。保持其他工况不变,载Ce量为6%时,气化产物中H₂体积分数最高,为32.43%;随着气化温度的升高,焦油中脂肪族羧酸、酮类化合物逐渐分解成小分子(如CO、CO₂等)化合物,H2整体呈上升趋势,900℃时达到最高值;气化过程中适量的水蒸气可以有效促进水煤气反应的正向进行,流量为4 mL/min时,H₂体积分数为37.37%。     

工业废液碱对福建无烟煤水蒸气催化气化的实验室研究

在Φ28mm的反应管中，采用工业废液碱用于福建无烟煤固定床水蒸气气化实验。结果表明，该废液碱对福建无烟煤气化有很强的催化活性。在添加3％－12％废液碱的情况下，碳转化率均比无催化剂时增加2.55倍－3．93倍，明显大于添加以Na2CO3为催化剂的碳转化率。同时该废液碱对煤气组成，产气量和煤气热值均有明显提高。在催化气化的同时加入适量的脱碱剂可极大地降低灰渣中的含碱量。     

流化床反应器中生物质的催化裂解气化研究

利用木材加工废弃的白木屑在自行开发的流化床生物质气化系统上进行了非传统气化新方法实验研究,制备了多种镍基催化剂并对不同催化剂的裂解气化性能进行了评价。结果表明,共沉淀镍铝催化剂性能最佳,镍铝比在0．5－1．0之间催化剂活性,稳定性最好,该催化剂连续使用200min活性无显著降低,失活催化剂可采用在650℃－700℃的混合气N2：CO2：O2：H2O（40：50：5：5）中焙烧的方法有效再生。     

福建无烟粉煤催化气化

报导了福建无烟粉煤在碱性催化剂作用下的催化气化工作进展,在小型Φ１８ｍｍ固定床与Φ２０ｍｍ流化床中,进行了水蒸气气化、混合气（空气／水蒸气）气化,采用复合１催化剂添加量８％,８５０～９００℃及流化床条件下,即可获得产气率Ｖ＞３ｍ３／ｋｇ煤（无催化剂时,Ｖ＜１．６ｍ３／ｋｇ煤）及煤气热值ＱＬＶＨ＞９ＭＪ／ｍ３（水蒸气气化）与＞６ＭＪ／ｍ３（混合气气化）的结果,并与无烟煤气化的工业装置进行了比较,这为无烟粉煤有效转化的工业化试验提供了最重要的依据     

助剂对镍基催化剂催化裂解生物质气化焦油性能的影响

 采用等体积浸渍法制备了不同助剂 (Fe, Mg, Mn 和 Ce) 修饰的镍-凹凸棒石粘土基催化剂 (Ni/PG), 并用于催化裂解生物质气化焦油反应. 采用 X 射线衍射和透射电子显微镜对 Ni/PG 催化剂进行了表征, 并用总碳分析仪测定了催化剂上的积炭. 结果表明, 助剂的种类及其含量对催化剂性能的影响显著, 在所选用的助剂中, Fe 助剂入最有利于提高 Ni/PG 催化剂上焦油的去除率和 H2 的收率, 且随助剂 Fe 含量的增加, 催化剂活性逐渐提高.     

水蒸气气氛煤中温催化气化动力学研究

以碳酸钾为催化剂,用热天平的等温热重法研究了四种不同变质程度煤焦常压下水蒸气催化气化反应动力学。在加和不加碳酸钾条件下,测定了温度为700~850℃煤焦的化学反应控制条件下的碳转化率与时间的关系。碳酸钾催化剂的加入对变质程度越高煤的气化催化作用越大。加碳酸钾的碳转化率与时间的关系用混合模型和修正随机孔模型可以良好的拟合关联,均相模型关联较差。利用修正随机孔模型拟合关联出了四种煤焦催化水蒸气气化反应的活化能和指前因子,活化能为90.317~167.861kJ/mol,指前因子和活化能之间具有补偿效应。     

有机钾盐催化剂在流化床煤催化气化工艺条件研究

采用等体积浸渍法制备出有机钾盐催化剂,在流化床试验装置上具有较高的煤催化气化性能.进行气化温度、压力、初始煤水质量比和载气流速等工艺条件试验,以煤炭转变为的气相产物转化率和甲烷产率(累积生成量)作为两个主要考察指标.通过试验得出煤气化反应条件对催化剂性能具有显著的影响,在流化床装置上优选工艺条件范围是温度700～800...     

生物质超临界水气化制氢催化剂研究进展

本文综述了生物质在超临界水中气化制氢所用催化剂的国内外研究进展。碱类催化剂、金属类催化剂、金属氧化物催化剂、碳类催化剂、矿石类等五类催化剂均能不同程度提高气化率和氢气产率。通过催化剂的比选,提出有效的催化剂及催化剂载体。并提出常用碱类催化剂存在的问题,对今后碱类催化剂的高效利用提出建议和展望。     

不同矿源橄榄石对催化苯水蒸气重整的影响

在固定床反应器中,以苯为生物质气化焦油模型化合物,测试了于900℃煅烧的4种不同矿源镁橄榄石(Mg,Fe)2SiO4及其负载镍催化剂的水蒸气重整活性,并对煅烧橄榄石进行了N2吸附、X射线衍射、程序升温还原和扫描电镜等测试.结果表明,不同矿源橄榄石的组成和表面性质不同,从而导致相应催化剂的性能差别较大.在具有较高可还原氧化铁含量和比表面积的橄榄石上,苯气相碳转化率最高.Ni的引入大大提高了苯转化率和产气中CO选择性,而降低了CH4和C2H4选择性.4种橄榄石负载镍催化剂的活性存在明显的差异,可能是因为活性组分在橄榄石载体表面的分散度不同.对反应后的积炭催化剂进行了热重分析.     

碱金属钾对Ni基催化剂纤维素水蒸气气化活性的影响

采用两段式催化气化方式研究了生物质热解气化过程中碱金属的挥发对Ni基催化剂活性的影响。实验结果表明,负载K盐的纤维素水蒸气催化气化过程中,K挥发后会在催化剂表面沉积,而少量K的存在和表面沉积不但能够提高镍基催化剂的抗积炭能力,而且有助于提高其催化活性,产生更多的氢气。然而纤维素中K的浓度过大,将会抑制Ni基催化剂的效果;K在催化剂上的沉积随催化剂循环次数的增加而增加,K的含量愈高,对催化剂的抑制效果愈明显,从而缩短了催化剂的使用寿命。     

预煅烧对橄榄石生物质气化催化性能的影响

利用小型固定床反应器研究预煅烧对橄榄石生物质气化催化性能的影响.研究发现,经过预煅烧处理的橄榄石具有比原矿更高的催化活性.通过XRD、SEM/EDX和H2-TPR等表征发现,预煅烧使橄榄石的晶体结构发生改变,Fe从橄榄石的镁铁硅酸盐结构中脱出,以α-Fe2O3的形式存在于颗粒表面,而且使其分布比原矿均匀.随着预煅烧温度增高和时间的延长,橄榄石颗粒表面可还原的Fe2O3,数量增加,其催化活性相应提高,说明α-Fe2O3的形成是预煅烧使橄榄石催化活性提高的原因.经过800℃～1 100℃预煅烧会造成橄榄石抗磨损性能下降.综合催化活性和抗磨损能力等因素,900℃下煅烧4 h是比较合理的橄榄石预煅烧处理方法.     

Al_2_O3·Na_2O·xH_2O/NaOH/Al(OH)_3催化剂催化木质素水蒸气气化制氢研究(英文)

考察了催化剂Al2O3.Na2O.xH2O/NaOH/Al(OH)3催化木质素水蒸气气化制氢及其影响因素。结果表明,木质素气化的产氢速率随Na2O/C比值的升高而升高;木质素在较低的温度下气化时,较高的水蒸气流速有利于抑制CO和CO2的生成。产氢速率随水蒸气流速的增大而增大。催化剂中的铝酸钠水合物受热分解产生的水可导致催化剂中的NaOH组分产生更多的Na+和OH-离子。更多的Na+和OH-离子可使木质素中C—H键的键能更显著的降低。木质素在473 K~973 K气化的氢转化程度可达134.94%,这表明催化剂Al2O3.Na2O.xH2O/NaOH/Al(OH)3对木质素低温水蒸气气化制氢具有较好的催化活性。     

催化剂添加量对褐煤焦水蒸气气化反应性的影响

在固定床反应器中研究了碱金属K和碱土金属Ca对褐煤焦水蒸气气化的催化效果,考察了煤焦的气化反应性随催化剂添加量的关系,并采用扫描电子显微镜结合X射线能谱分析仪(SEM EDX)和XRD技术分析了煤焦和焦样气化残渣的晶相组成和表面形态。实验结果表明,K的催化活性比Ca的高,煤焦的气化反应性随K和Ca添加量的增大而提高,K和Ca的负荷饱和度均为10％。添加K和Ca催化剂的原煤制焦后,K和Ca分布在煤焦的表面。原煤焦气化残渣中主要含钙铝黄长石。添加K的煤焦及其气化残渣中主要含钙铝黄长石和Ca3Si2O7,XRD没有检测到含K的晶体。当Ca的添加量从5％升高到10％时,煤焦表面有大量的CaO存在,但由于CaO发生团聚使其分散度降低。Ca添加量为10％的煤焦气化残渣中除了钙橄榄石和钙铝黄长石,还有未与矿物质反应的CaO和Ca(OH)2。     

Ir/ZrO2催化剂对甲烷催化燃烧性能的研究

采用浸渍法制备了ZrO₂为载体负载Ir的催化剂(Ir/ZrO₂), 考察了催化剂的CH₄催化燃烧性能. 采用X射线衍射(XRD), 拉曼光谱(Raman), X射线光电子能谱(XPS), 氢气程序升温还原(H₂-TPR)等技术对催化剂的结构和Ir物种的存在形式进行了表征. 结果表明, Ir/ZrO₂催化剂中Ir是以IrO₂形式存在的, Ir/ZrO₂催化剂的CH₄燃烧表观活性随着Ir负载量的增加而提高, 并且催化剂表现出较高的催化活性和良好的反应稳定性. 在低Ir负载量(≤1%)时, CH₄燃烧的转换频率(TOF)随着Ir粒子的增大而提高|然而高Ir负载量(≥1%)时, TOF随着Ir粒子的增大保持不变.     

生物质超临界水气化制氢过渡金属催化剂研究进展

由于不需要对原料进行干燥预处理,超临界水直接催化湿生物质气化制氢被认为是最有前途的一项制氢技术,近年来国内外学者对此进行了大量研究,尤其加强了新型过渡金属催化剂的研究。本文重点综述了过渡金属种类、载体材料、金属负载量等对气化的影响,还介绍了不同催化剂助剂的添加以及生物质中微量元素如硫、氯、氮等对催化剂的影响,认为催化剂载体材料的稳定性仍是今后的研究重点。另外,新型催化剂制备方法如超临界流体沉积技术也应得到充分重视。     

煤液化铁基催化剂对煤焦气化特性影响和动力学研究

本研究以哈密原煤和脱矿煤为原料,研究煤液化铁基催化剂对煤焦结构和气化反应性的影响.利用扫描电镜能谱仪和物理吸附仪研究煤焦表面形貌、元素分布和介孔特性,利用热重分析仪研究煤焦气化特性,采用model-fitting和model-free方法研究反应动力学.结果表明,脱矿和负载催化剂对煤焦表面附着物的影响较主体基质明显.负...     

褐煤催化加氢气化实验研究

在加压固定床反应器中研究了碱金属K对褐煤加氢气化的催化作用,考察了温度、压力和催化剂添加量对褐煤加氢气化反应性能的影响。结果表明,碱金属K对褐煤加氢气化具有良好的催化效果,气化反应的碳转化率约为95%,产品气中甲烷的质量分数可达89%;升高温度、提高压力和增加催化剂添加量均能明显提高气化反应性能,催化剂的饱和添加量约为15%。利用扫描电子显微镜(SEM)和气体吸附/脱附分析,对不同催化剂添加量煤样的表面形态和孔结构进行分析,发现比表面积和孔容积随K添加量的增加先减少后增大。     

黏胶废液对福建无烟煤水蒸气催化气化的动力学和补偿效应

采用黏胶废液为催化剂,对福建尤溪无烟粉煤在常压热分析仪中的水蒸气催化气化动力学进行了研究。在850℃～950℃测定了黏胶废液催化剂添加量（NaOH浓度为计算基准）从0～12%时的碳转化率随气化时间的变化,表明黏胶废液具有提高碳转化率和气化速率的作用,同时确定了该黏胶废液催化剂的加载饱和浓度。基此得出的尤溪无烟粉煤水蒸气催化气化反应动力学符合缩芯模型,并给出相应的动力学参数。进而分析表明,该催化气化过程存在明显的补偿效应,最后给出黏胶废液对尤溪无烟粉煤水蒸气催化气化包括补偿效应的动力学方程。     

生物质流化床氧气-水蒸气气化实验研究

在小型流化床气化装置上进行了氧气-水蒸气气化实验,考察了原料、当量比、水蒸气配比、温度、二次风和床料对气化特性的影响。结果表明,原料中C和H含量越高,气化气中H₂和CO含量越高,焦油含量越低;当量比为0.27和水蒸气配比为0.6时,H₂含量达到最大值;温度的升高可提高H₂含量,在840 ℃以上,可提高CO含量;二次风从进料口偏上且二次风比率为15%通入,气体组分变化较明显,二次风通入点位置越高,焦油含量降低幅度越大;白云石和石灰石裂解焦油和提高H₂含量的活性高于橄榄石,但同时明显提高了气体中的灰分含量。     

负载型镧锰钙钛矿催化剂上甲烷催化燃烧的研究

研究了甲烷在负载型镧锰钙钛矿催化剂(LCFM／α-Al2O3)上的低温催化燃烧反应．考察了制备方法、焙烧温度列催化剂结构和活性的影响．并进行了100h稳定性实验．实验结果表明用浸渍法、焙烧温度高于800℃就能在载体上生成良好的钙钛矿结构，催化剂具有较低的起燃温度并且在高温条件下具有与非负载型镧锰钙钛矿催化剂相当的活性；100h稳定性实验表明LCFM／a-Al2O3催化剂经历了100h．800℃的连续高温燃烧反应，催化剂仍保持了原有结构和催化活性．并且没有明显积碳．