钠-铁二元金属催化剂在煤焦气化过程中的协同作用及机理研究

发布时间：2022-10-20 20:21

　　本文以脱灰褐煤为研究对象,考察了钠-铁二元金属在煤焦催化气化过程中的协同作用及机理,内容主要包括以下三个部分:第一部分,气化实验结果显示煤焦在钠-铁二元金属的催化下的水蒸气气化速率高于单一金属,发现了二元金属的协同作用,并进一步考察了不同钠、铁含量对于二元金属协同作用的影响,认为4.9%Fe-Char+9.4%Na2CO3样品所对应的添加量较为合适。随后,考察了温度对协同作用的影响,并发现750℃时最为显著。第二部分,使用了多种手段分析了含钠-铁煤焦在热解、升温以及气化过程中的变化,并探讨了协同作用的机理。铁催化剂减轻了气化过程中晶体Na2CO3的生成,使得更多钠催化剂以活性中间体的形式存在,并减少了Na的挥发损失。钠催化剂在升温阶段与铁催化剂相互作用,使得铁催化剂还原成了活性较高的α-Fe。在气化过程中,铁催化剂在钠的参与下均匀分散至煤焦颗粒表面,进一步提高了铁的催化活性。钠-铁二元金属催化剂比起单一金属催化剂来说与煤焦的反应更为剧烈,更大程度地破坏了石墨化结构并形成了不定型碳,增加了煤焦的活性。另一方面,钠-铁二元金属催化剂对于煤焦介孔结构分布也有略微的促进作用。第三部分,研究了不... 

【文章页数】：79 页

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【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
第1章 前言
第2章 文献综述
    2.1 煤气化技术
        2.1.1 煤气化的定义与原理
        2.1.2 煤气化技术分类
        2.1.3 影响煤气化过程的因素
    2.2 煤的催化气化
        2.2.1 催化剂的分类与研究进展
        2.2.2 煤催化气化机理的研究
        2.2.3 催化气化动力学的研究
        2.2.4 催化气化的应用
    2.3 本章小结
第3章 钠-铁催化剂对气化的协同作用
    3.1 引言
    3.2 实验试剂与检测仪器
    3.3 样品的制备与预处理
        3.3.1 煤样脱灰
        3.3.2 铁催化剂的添加
        3.3.3 热解制焦
        3.3.4 钠催化剂的添加
    3.4 气化实验方法
    3.5 实验结果
        3.5.1 升温过程对含钠-铁煤焦的影响
        3.5.2 钠、铁含量对含钠-铁煤焦催化气化的影响
        3.5.3 温度对含钠-铁煤焦催化气化的影响
    3.6 本章小结
第4章 钠-铁催化剂协同作用的机理探究
    4.1 引言
    4.2 实验装置及方法
        4.2.1 TGA/DSC-MS
        4.2.2 XRD
        4.2.3 SEM-EDS
        4.2.4 拉曼光谱
        4.2.5 钠溶出率
        4.2.6 比表面积及孔径分布
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 TGA/DSC-MS分析
        4.3.2 XRD分析
        4.3.3 SEM-EDS分析
        4.3.4 拉曼光谱
        4.3.5 钠溶出率
        4.3.6 比表面积及孔径分布
    4.4 本章小结
第5章 不同铁基催化剂与钠的协同作用研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 实验煤样与试剂
        5.2.2 样品预处理以及实验方法
    5.3 实验结果与讨论
        5.3.1 不同铁基催化剂对含钠-铁煤焦催化气化的影响
        5.3.2 不同铁基催化剂对钠-铁催化剂协同作用的机理探讨
    5.4 本章小结
第6章 结论
参考文献
致谢
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【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3695239