生物质气化焦油模型化合物的电催化水蒸气重整实验研究

发布时间：2020-06-12 08:47

【摘要】：生物质以其特殊的能量形态,除了原始粗放的燃烧之外,在过去都没有能够得到充分高效的利用。尤其是化石能源的大规模开采,越来越淡化了生物质的能源角色。随着世界化石能源形势趋于紧张,并伴随着严峻的环境问题,生物质,尤其是木制纤维素类生物质的资源化能源化利用,又被逐渐重视起来。但生物质分布分散,自身能量密度低,不利于大规模收集集中处理；加之利用过程中,生物质本身复杂的成分,也对利用技术提出了难题,如生物质气化于利用过程中的焦油问题,直燃发电中的结渣腐蚀问题等。这在一定程度上限制了生物质的大规模利用。本文以生物质气化过程产生的焦油为研究对象,利用焦油模型化合物,采用水蒸气催化重整的方法,结合“电催化”方式,对不同的焦油模型化合物展开实验,探究了不同温度、电流等条件下,焦油模型化合物的转化率、产物分布特点,考察“电催化”方法的效用。首先结合前人研究的镍基催化剂,利用甲苯作为焦油模型化合物,对“电催化”方法的有效性展开实验。实验表明,“电催化”方法的采用,不影响最佳水／碳摩尔比的选择,同时“电催化”方法的加入,使得甲苯在水蒸气重整实验中的转化率大幅提高,如在温度500℃,未加载电流与加载4A电流时,甲苯转化率由24.4%升高至83.5%。结合载体特性,改变所用催化剂之后,对不同生成阶段的焦油模型化合物展开电催化水蒸气重整的实验研究,除了从反应温度、加载电流强度等实验条件出发,还考察了不同气化气组分添加到实验气氛中,对模型化合物转化率及产物的影响,最后利用多种组分模拟的气化气,考察焦油模型化合物转化率以及气化气组分反应前后变化,并对催化剂进行了长时间的稳定性测试。结果表明,“电催化”方法对不同的焦油模型化合物均能促进其催化转化；“电催化”方法能够减轻气化气组分中的CO和CO2对焦油模型化合物转化的抑制作用,并能够提高催化剂的稳定性。本实验研究通过对“电催化”方法在不同催化剂、温度、加载电流强度、焦油模型化合、不同反应气氛等条件下展开实验,探究转化率与产物分布。表明其催化方法切实有效,并通过一系列数据为实际的焦油催化裂解条件控制提供理论指导。
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK6

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本文编号：2709290