复合催化-吸附剂构筑及焦炉煤气水蒸气重整性能评价
发布时间：2022-01-02 17:55
我国的钢铁产业规模大产量高。用于炼钢的焦炭产量也较高且稳定。焦炉煤气作为炼焦过程的副产品在现阶段并没有较好的利用途径,造成了资源浪费和环境污染问题。本文通过吸附强化水蒸气重整焦炉煤气以制备高纯度氢气,并将反应产生的CO2固定富集,重点围绕焦炉煤气水蒸气重整协同捕碳新型复合催化-吸附剂的制备和性能调控展开探索。主要研究内容如下:研究了不同制备方法对NiO-CaO基复合催化-吸附剂颗粒结构的影响。采用了水热沉淀法、溶胶凝胶法与水热-浸渍法,制备了不同NiO负载的NiO-CaO基复合催化-吸附剂;并通过XRD、SEM、EDS等表征方法对制备的样品组成成分、样品表面形貌以及元素分布进行分析。研究发现,溶胶凝胶法和水热沉淀法制备出的NiO-CaO基复合催化-吸附剂中作为载体的Al2O3大多处于无定形状态,样品表面孔隙率较水热-浸渍法制备的低。水热沉淀法制备的样品中元素分布十分不均匀,Ni元素不能完全沉淀。因此选用水热-浸渍法来制备NiO-CaO基复合催化-吸附剂,且将20%NiO负载、70%CaO负载的NiO-CaO/Ca
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
010-2018年中国焦炭产量Figure1-1ProductionofCokeinChinaDuring2010to2018利用焦炉煤气来制取氢气为焦炉煤气的利用提供了一种有效的途径
为此本文研究内容如下：(1) 复合催化-吸附剂制备及筛选。在本研究中，通过水热沉淀法、溶胶-凝胶法、水热-浸渍法制备不同的复合催化-吸附剂。利用 XRD、SEM、EDS 等表征方法进行生成物、表面微观形态、元素分布等分析，再结合物质结构和经济性筛选出适合的复合催化-吸附剂。(2) 复合催化-吸附剂 CO2吸附性能和循环稳定性研究。利用循环吸附-解析实验台架对复合催化-吸附剂碳酸化和再生过程进行研究，探索复合催化-吸附剂的吸附、释放 CO2能力和循环稳定性。利用热重分析仪对比复合催化-吸附剂新鲜样和 50 次循环-解析后样品的 CO2吸附速率和容量，研究其循环吸附-解析后吸附能力变化。(3) 复合催化-吸附剂应用于水蒸气重整焦炉煤气性能研究。在重整实验台上使用复合催化-吸附剂进行焦炉煤气水蒸气重整协同捕碳实验，研究其催化效果并与 NiO-CaO/Al2O3催化剂和 CaO 混合方式进行对比。(4) 复合催化-吸附剂性能改进。针对复合催化-吸附剂在吸附性能研究和催化性能研究实验中表现出来的问题分别进行改性处理以以获得更好的效果。
2 实验部分子密度的三维图像。根据该电子密度，可以确定晶体中原子的平均位置，以及它们的化学键和各种其他信息。本次 XRD 表征实验用的 X 射线衍射仪为德国布鲁克 （ Bruker ） 公 司 生产 的 D8Advance ， 阳 极 靶 材料 ： Cu 靶 ， K 辐 射（CuTarget,K radiation）。采样：扫描速度：0.2sec/step；采样间隔:0.019450（step）；
【参考文献】：
期刊论文
[1]太阳能光催化制氢反应体系及其材料研究进展[J]. 房文健,上官文峰. 工业催化. 2016(12)
[2]一锅水热-浸渍法制备Pd-Fe/SiO2催化剂及其蒽醌加氢性能增强[J]. 卓俊琳,蔡卫权,罗晓雷. 化工进展. 2016(12)
[3]甲烷水蒸汽重整反应制氢催化剂的研究进展[J]. 万子岸,高飞,周华群,孔繁华,范明. 现代化工. 2016(05)
[4]氢能制备技术研究进展[J]. 朱俏俏,程纪华. 石油石化节能. 2015(12)
[5]溶胶凝胶法镍基催化剂的制备及其应用研究进展[J]. 李民瀚,孟凡会,李忠. 天然气化工（C1化学与化工）. 2015(06)
[6]氢能源的利用现状分析[J]. 赵永志,蒙波,陈霖新,王赓,郑津洋,顾超华,张鑫,张俊峰. 化工进展. 2015(09)
[7]水热合成一锅法制备FePO4–SBA-15及其水热稳定性能（英文）[J]. 王润琴,林荣和,丁云杰,刘佳,罗文婷,杜虹,吕元. 催化学报. 2015(03)
[8]中国已成世界第一大能源生产国和消费国[J]. 中国环境科学. 2014(05)
[9]《BP世界能源统计年鉴（2013版）》发布[J]. 煤化工. 2013(04)
[10]基于钙基的吸收增强式水气变换反应实验研究[J]. 刘洋,李振山,蔡宁生. 热能动力工程. 2013(03)
博士论文
[1]高温固体吸附剂循环捕获燃煤烟气CO2的实验与动力学研究[D]. 王珂.华中科技大学 2011
硕士论文
[1]吸附强化甲烷水蒸气重整中CaO基吸附剂的改性研究[D]. 李婷玉.太原理工大学 2016
[2]CaO碳酸化反应—再生循环对复合催化剂ReSER制氢稳定性影响及改性研究[D]. 薛孝宠.浙江大学 2014
[3]用于电解水制氢催化剂的制备及其性能研究[D]. 李雪妮.北京化工大学 2013
[4]乙醇辉光放电等离子体电解制氢及动力学模拟[D]. 伍沛亮.华南理工大学 2010
[5]甲烷部分氧化制取合成气镍基催化剂及工艺条件研究[D]. 宫立倩.天津大学 2005
本文编号：3564622
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
010-2018年中国焦炭产量Figure1-1ProductionofCokeinChinaDuring2010to2018利用焦炉煤气来制取氢气为焦炉煤气的利用提供了一种有效的途径
为此本文研究内容如下：(1) 复合催化-吸附剂制备及筛选。在本研究中，通过水热沉淀法、溶胶-凝胶法、水热-浸渍法制备不同的复合催化-吸附剂。利用 XRD、SEM、EDS 等表征方法进行生成物、表面微观形态、元素分布等分析，再结合物质结构和经济性筛选出适合的复合催化-吸附剂。(2) 复合催化-吸附剂 CO2吸附性能和循环稳定性研究。利用循环吸附-解析实验台架对复合催化-吸附剂碳酸化和再生过程进行研究，探索复合催化-吸附剂的吸附、释放 CO2能力和循环稳定性。利用热重分析仪对比复合催化-吸附剂新鲜样和 50 次循环-解析后样品的 CO2吸附速率和容量，研究其循环吸附-解析后吸附能力变化。(3) 复合催化-吸附剂应用于水蒸气重整焦炉煤气性能研究。在重整实验台上使用复合催化-吸附剂进行焦炉煤气水蒸气重整协同捕碳实验，研究其催化效果并与 NiO-CaO/Al2O3催化剂和 CaO 混合方式进行对比。(4) 复合催化-吸附剂性能改进。针对复合催化-吸附剂在吸附性能研究和催化性能研究实验中表现出来的问题分别进行改性处理以以获得更好的效果。
2 实验部分子密度的三维图像。根据该电子密度，可以确定晶体中原子的平均位置，以及它们的化学键和各种其他信息。本次 XRD 表征实验用的 X 射线衍射仪为德国布鲁克 （ Bruker ） 公 司 生产 的 D8Advance ， 阳 极 靶 材料 ： Cu 靶 ， K 辐 射（CuTarget,K radiation）。采样：扫描速度：0.2sec/step；采样间隔:0.019450（step）；
【参考文献】：
期刊论文
[1]太阳能光催化制氢反应体系及其材料研究进展[J]. 房文健,上官文峰. 工业催化. 2016(12)
[2]一锅水热-浸渍法制备Pd-Fe/SiO2催化剂及其蒽醌加氢性能增强[J]. 卓俊琳,蔡卫权,罗晓雷. 化工进展. 2016(12)
[3]甲烷水蒸汽重整反应制氢催化剂的研究进展[J]. 万子岸,高飞,周华群,孔繁华,范明. 现代化工. 2016(05)
[4]氢能制备技术研究进展[J]. 朱俏俏,程纪华. 石油石化节能. 2015(12)
[5]溶胶凝胶法镍基催化剂的制备及其应用研究进展[J]. 李民瀚,孟凡会,李忠. 天然气化工（C1化学与化工）. 2015(06)
[6]氢能源的利用现状分析[J]. 赵永志,蒙波,陈霖新,王赓,郑津洋,顾超华,张鑫,张俊峰. 化工进展. 2015(09)
[7]水热合成一锅法制备FePO4–SBA-15及其水热稳定性能（英文）[J]. 王润琴,林荣和,丁云杰,刘佳,罗文婷,杜虹,吕元. 催化学报. 2015(03)
[8]中国已成世界第一大能源生产国和消费国[J]. 中国环境科学. 2014(05)
[9]《BP世界能源统计年鉴（2013版）》发布[J]. 煤化工. 2013(04)
[10]基于钙基的吸收增强式水气变换反应实验研究[J]. 刘洋,李振山,蔡宁生. 热能动力工程. 2013(03)
博士论文
[1]高温固体吸附剂循环捕获燃煤烟气CO2的实验与动力学研究[D]. 王珂.华中科技大学 2011
硕士论文
[1]吸附强化甲烷水蒸气重整中CaO基吸附剂的改性研究[D]. 李婷玉.太原理工大学 2016
[2]CaO碳酸化反应—再生循环对复合催化剂ReSER制氢稳定性影响及改性研究[D]. 薛孝宠.浙江大学 2014
[3]用于电解水制氢催化剂的制备及其性能研究[D]. 李雪妮.北京化工大学 2013
[4]乙醇辉光放电等离子体电解制氢及动力学模拟[D]. 伍沛亮.华南理工大学 2010
[5]甲烷部分氧化制取合成气镍基催化剂及工艺条件研究[D]. 宫立倩.天津大学 2005
本文编号：3564622
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