铜渣催化甲烷二氧化碳重整制取合成气的实验研究
发布时间：2021-04-11 16:45
由于现代工业社会的能源需求主要依赖于化石燃料,导致了温室气体增加等环境问题。如何减少温室气体的排放,并合理利用温室气体已经成为研究者们关注的热点。甲烷二氧化碳重整制取合成气的研究,是一条非常具有应用前景的温室气体减排和再利用的途径。两个主要的温室气体（CH4和CO2）在重整过程中被转化为H2/CO比约为1的合成气,适合于FT合成与羰基合成等有机合成,便于能量储存和运输,对天然气综合利用具有重要意义,能在一定程度上为缓解人类所面临的环境、能源压力提供一个新的思路。铜渣是火法炼铜工艺在造锍熔炼和冰铜吹炼工序过程中所产生的废弃物。一般铜渣中含有Fe, Cu, Zn, Co和Ni等活性金属以及SiO2, Al2O3, CaO和MgO等氧化物,可以作为甲烷二氧化碳重整的天然催化剂。同时,铜渣含有丰富的余热资源,铜熔渣由1500℃冷却至常温时的释能为1500kJ/kg左右,每吨熔渣释放的热量约为51kg标煤。甲烷二氧化碳的重整反应是一个强吸热反应,因此,铜渣既可作为重整反应的催化剂,又能为该重整反应提供热量。由于铜渣是一个致密无孔的结构,且其中活性组分含量偏低且大多以氧化物的形式存在,导致了其催化...
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题的研究背景和意义
1.2 甲烷二氧化碳重整制取合成的研究进展
1.2.1 催化剂的研究现状
1.2.2 催化剂制备方法
4-CO2重整反应机理"> 1.2.3 CH4-CO2重整反应机理
4-CO2重整反应热力学研究"> 1.2.4 CH4-CO2重整反应热力学研究
4-CO2重整反应动力学研究"> 1.2.5 CH4-CO2重整反应动力学研究
1.3 铜渣综合利用研究进展
1.3.1 铜渣的资源化利用
1.3.2 铜渣的余热利用
1.3.3 铜渣综合利用存在的问题
1.4 本论文的研究内容
第二章 实验部分
2.1 实验材料
2.2 催化剂的制备
2.3 催化剂的表征
2.3.1 XRD物相分析
2.3.2 BET比表面积分析
2-TPR分析"> 2.3.3 H2-TPR分析
2.3.4 SEM分析
2.4 催化剂的活性评价
2.4.1 催化剂评价装置与评价过程
2.4.2 催化活性定量计算
2.4.3 催化剂活性评价计算公式
4-CO2重整性能研究">第三章 镍改性铜渣催化CH4-CO2重整性能研究
3.1 催化剂表征结果分析
3.1.1 BET比表面积分析
3.1.2 催化剂XRD分析
3.1.3 催化剂微观结构分析
2-TPR分析"> 3.1.4 催化剂H2-TPR分析
3.2 催化剂活性评价结果与分析
3.2.1 温度对催化剂催化活性的影响
3.2.2 空速对催化剂催化活性的影响
3.2.3 催化剂稳定性
3.3 催化剂的失活分析
3.4 本章小结
4-CO2重整性能研究">第四章 铜渣余热催化CH4-CO2重整性能研究
4.1 铜渣降温过程中温度对甲烷二氧化碳重整性能的影响
4.2 反应前后铜渣物相变化
4.3 铜渣余热利用分析
4.3.1 铜渣热量计算
4.3.2 反应尾气热量计算
4-CO2重整动力学研究"> 4.4 铜渣余热催化CH4-CO2重整动力学研究
4.4.1 建立动力学模型的一般思路和步骤
4.4.2 动力学实验
4.4.3 动力学模型的建立
4.4.4 动力学模型的检验
4.5 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]急冷铜渣矿物学及其综合利用[J]. 赵凯,宫晓然,李杰,刘卫星,邢宏伟. 中国矿业. 2015(09)
[2]铜渣资源化利用现况及高效化利用探讨[J]. 吴龙,郝以党. 中国有色冶金. 2015(02)
[3]镍负载量对Ni/MgO（111）催化甲烷二氧化碳重整反应性能影响[J]. 李琳,张露明,张煜华,李金林. 燃料化学学报. 2015(03)
[4]铜渣煅烧过程中的多相转变[J]. 刘慧利,胡建杭,王华,王超,李娟琴. 中南大学学报(自然科学版). 2013(08)
[5]油田伴生气利用现状与前景展望[J]. 潘一,徐利旋,刘守辉,孙林,杨双春. 特种油气藏. 2013(01)
[6]利用铜渣制备微晶玻璃的研究[J]. 林巧,杨志红,谢红佳,柯易,廖广东. 硅酸盐通报. 2012(05)
[7]铜渣氢气还原过程中的物相转变[J]. 刘慧利,胡建杭,王华,王超,李娟琴. 过程工程学报. 2012(02)
[8]铜渣处理技术分析及综合利用新工艺[J]. 赵凯,程相利,齐渊洪,高建军,师学峰. 中国有色冶金. 2012(01)
[9]铜渣在不同煅烧温度的晶相结构[J]. 胡建杭,王华,刘慧利,李磊. 湖南科技大学学报(自然科学版). 2011(02)
[10]CH4-CO2重整反应动力学机理与催化剂的改良[J]. 龙威,徐文媛. 天然气与石油. 2011(01)
博士论文
[1]半焦/改性半焦催化CH4-CO2重整特性及机理研究[D]. 郭峰波.太原理工大学 2013
[2]镍基催化剂上CH4/CO2重整反应的动力学研究[D]. 崔月华.中国科学院研究生院（大连化学物理研究所） 2006
[3]复合氧化物负载的镍基催化剂上甲烷二氧化碳重整反应及其机理研究[D]. 郭建军.浙江大学 2005
硕士论文
[1]甲烷二氧化碳在催化剂上重整制合成气的实验研究[D]. 强敬峰.中北大学 2015
[2]镍基上甲烷—超临界CO2重整反应机理研究[D]. 龙威.华东交通大学 2012
[3]甲烷重整镍基催化剂制备及催化性能研究[D]. 潘秉荣.陕西师范大学 2011
[4]甲烷二氧化碳催化重整制合成气的实验研究[D]. 姜永新.东北大学 2008
[5]钙钛矿型复合氧化物前驱体催化剂上甲烷/二氧化碳重整制合成气的研究[D]. 赵虹.浙江大学 2005
[6]Ni/α-Al2O3催化剂上甲烷水蒸汽重整本征动力学研究[D]. 王金刚.北京化工大学 2004
本文编号：3131611
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题的研究背景和意义
1.2 甲烷二氧化碳重整制取合成的研究进展
1.2.1 催化剂的研究现状
1.2.2 催化剂制备方法
4-CO2重整反应机理"> 1.2.3 CH4-CO2重整反应机理
4-CO2重整反应热力学研究"> 1.2.4 CH4-CO2重整反应热力学研究
4-CO2重整反应动力学研究"> 1.2.5 CH4-CO2重整反应动力学研究
1.3 铜渣综合利用研究进展
1.3.1 铜渣的资源化利用
1.3.2 铜渣的余热利用
1.3.3 铜渣综合利用存在的问题
1.4 本论文的研究内容
第二章 实验部分
2.1 实验材料
2.2 催化剂的制备
2.3 催化剂的表征
2.3.1 XRD物相分析
2.3.2 BET比表面积分析
2-TPR分析"> 2.3.3 H2-TPR分析
2.3.4 SEM分析
2.4 催化剂的活性评价
2.4.1 催化剂评价装置与评价过程
2.4.2 催化活性定量计算
2.4.3 催化剂活性评价计算公式
4-CO2重整性能研究">第三章 镍改性铜渣催化CH4-CO2重整性能研究
3.1 催化剂表征结果分析
3.1.1 BET比表面积分析
3.1.2 催化剂XRD分析
3.1.3 催化剂微观结构分析
2-TPR分析"> 3.1.4 催化剂H2-TPR分析
3.2 催化剂活性评价结果与分析
3.2.1 温度对催化剂催化活性的影响
3.2.2 空速对催化剂催化活性的影响
3.2.3 催化剂稳定性
3.3 催化剂的失活分析
3.4 本章小结
4-CO2重整性能研究">第四章 铜渣余热催化CH4-CO2重整性能研究
4.1 铜渣降温过程中温度对甲烷二氧化碳重整性能的影响
4.2 反应前后铜渣物相变化
4.3 铜渣余热利用分析
4.3.1 铜渣热量计算
4.3.2 反应尾气热量计算
4-CO2重整动力学研究"> 4.4 铜渣余热催化CH4-CO2重整动力学研究
4.4.1 建立动力学模型的一般思路和步骤
4.4.2 动力学实验
4.4.3 动力学模型的建立
4.4.4 动力学模型的检验
4.5 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]急冷铜渣矿物学及其综合利用[J]. 赵凯,宫晓然,李杰,刘卫星,邢宏伟. 中国矿业. 2015(09)
[2]铜渣资源化利用现况及高效化利用探讨[J]. 吴龙,郝以党. 中国有色冶金. 2015(02)
[3]镍负载量对Ni/MgO（111）催化甲烷二氧化碳重整反应性能影响[J]. 李琳,张露明,张煜华,李金林. 燃料化学学报. 2015(03)
[4]铜渣煅烧过程中的多相转变[J]. 刘慧利,胡建杭,王华,王超,李娟琴. 中南大学学报(自然科学版). 2013(08)
[5]油田伴生气利用现状与前景展望[J]. 潘一,徐利旋,刘守辉,孙林,杨双春. 特种油气藏. 2013(01)
[6]利用铜渣制备微晶玻璃的研究[J]. 林巧,杨志红,谢红佳,柯易,廖广东. 硅酸盐通报. 2012(05)
[7]铜渣氢气还原过程中的物相转变[J]. 刘慧利,胡建杭,王华,王超,李娟琴. 过程工程学报. 2012(02)
[8]铜渣处理技术分析及综合利用新工艺[J]. 赵凯,程相利,齐渊洪,高建军,师学峰. 中国有色冶金. 2012(01)
[9]铜渣在不同煅烧温度的晶相结构[J]. 胡建杭,王华,刘慧利,李磊. 湖南科技大学学报(自然科学版). 2011(02)
[10]CH4-CO2重整反应动力学机理与催化剂的改良[J]. 龙威,徐文媛. 天然气与石油. 2011(01)
博士论文
[1]半焦/改性半焦催化CH4-CO2重整特性及机理研究[D]. 郭峰波.太原理工大学 2013
[2]镍基催化剂上CH4/CO2重整反应的动力学研究[D]. 崔月华.中国科学院研究生院（大连化学物理研究所） 2006
[3]复合氧化物负载的镍基催化剂上甲烷二氧化碳重整反应及其机理研究[D]. 郭建军.浙江大学 2005
硕士论文
[1]甲烷二氧化碳在催化剂上重整制合成气的实验研究[D]. 强敬峰.中北大学 2015
[2]镍基上甲烷—超临界CO2重整反应机理研究[D]. 龙威.华东交通大学 2012
[3]甲烷重整镍基催化剂制备及催化性能研究[D]. 潘秉荣.陕西师范大学 2011
[4]甲烷二氧化碳催化重整制合成气的实验研究[D]. 姜永新.东北大学 2008
[5]钙钛矿型复合氧化物前驱体催化剂上甲烷/二氧化碳重整制合成气的研究[D]. 赵虹.浙江大学 2005
[6]Ni/α-Al2O3催化剂上甲烷水蒸汽重整本征动力学研究[D]. 王金刚.北京化工大学 2004
本文编号：3131611
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/3131611.html
