气体改性负载型热解焦催化剂制备及其在重质焦油裂解过程中的机制研究

发布时间：2020-06-16 21:58

【摘要】：本文以热解焦为载体,采用气体改性和等离子体焙烧的方法制备ZnO负载型热解焦催化剂,对原煤热解产生的气相焦油进行催化裂解。实验采用两段式热解固定床,一段炉中放入原煤,二段炉中放入热解焦催化剂,原煤热解产生的气相焦油气进入二段炉,在催化剂的作用下发生催化裂解反应,以改善焦油品质和提高气体产量。通过FT-IR、XRD、XPS、BET、SEM等检测方法对热解焦催化剂进行表征,研究催化剂对焦油的裂解机制首先,采用热解炉制备不同热解终温和不同热解恒温时间的热解焦,利用热解焦对焦油进行催化裂解,研究不同终温和恒温时间的热解焦对焦油裂解产物的影响,筛选出热解焦的最优制备条件。其次,采用气体(H2O、CO2、NH3)对最优热解焦进行改性,制取不同改性流量、不同改性温度以及不同改性时间的热解焦,利用改性热解焦对焦油进行催化裂解,研究改性热解焦对焦油裂解产物的影响,筛选出气体改性热解焦的最优制备条件。最后,以最优的气体改性热解焦作为载体,制取等离子体不同焙烧时间和不同焙烧功率以及ZnO不同负载量(5%、10%、15%)的负载型热解焦催化剂,利用ZnO热解焦负载型催化剂进行焦油裂解,研究等离子体焙烧条件和负载量对焦油裂解产物的影响,最终制备出最优的等离子体焙烧ZnO负载型热解焦催化剂。结果表明:(1)制备热解焦的最优温度和时间分别是750℃和2h;(2)改性热解焦的最优气体为H2O,最优改性流量、温度和时间分别为450mL/min、650℃和60min,最优改性热解焦使得气体产量、焦油质量以及焦油组分有了进一步的提高和改善;(3)等离子体焙烧ZnO负载型热解焦催化剂的最优焙烧功率为60W、最优焙烧时间为5min最优ZnO负载量为10%;(4)最优等离子体焙烧ZnO负载热解焦催化剂裂解焦油,使得裂解的焦油质量提高了 119.8%,气体产量提高了66.2%,焦油中轻质组分总含量提高了85.8%。
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ426;TQ522.6;X784
【图文】：

流程图,催化裂解工艺,煤焦油,流程图

以（3）中最优功率作为最优焙烧功率，制备出 ZnO 不同负载量的等离子体焙负载型热解焦催化剂，分别命名为：ZPC-5%，ZPC-10%和 ZPC-15%。.4 催化剂的活性评价煤焦油催化裂解工艺流程如图 2.3 所示。

速率曲线,失重,热重,褐煤

17图 3.1 褐煤热解的热重和失重速率曲线Fig.3.1 TG and DTG curves of lignite可以看出，褐煤的失重分为三个阶段：第一阶段为 24 1，主要是水分及吸附气体的析出；第二阶段为 150 300℃

【参考文献】