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【6h】

松木屑固定床催化气化制取富氢可燃气特性研究

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引言

1文献综述

1.1课题选题背景及意义

1.2生物质能与氢能

1.3生物质气化原理

1.4国内外催化剂研究现状

1.4.1国内催化剂研究进展

1.4.2国外催化剂研究进展

1.5催化剂改进方式

1.5.1选择预处理条件

1.5.2载体的选择

1.6本课题研究内容

2实验部分

2.1实验原料

2.1.1化学试剂

2.1.2生物质

2.2催化剂制备

2.2.1制备以TiO2为载体的镍系催化剂

2.2.2制备以多孔陶瓷为载体的镍系催化剂

2.3催化剂活性评价

2.3.1评价装置

2.3.2实验方法

2.3.3分析方法

2.3.4计算方法

3松木屑水蒸气气化实验

3.1批次进料气化实验

3.1.2反应温度

3.1.2 S/B值

3.2连续进料气化实验

3.2.1反应温度

3.2.2 S/B值

3.3本章小结

4催化剂制备条件对催化剂性能的影响

4.1以TiO2为载体的镍系催化剂

4.1.1 Ni负载量考察

4.1.2煅烧时间考察

4.1.3煅烧温度考察

4.2以多孔陶瓷为载体的镍系催化剂

4.2.1 Ni负载量考察

4.2.2煅烧时间考察

4.2.3煅烧温度考察

4.3 SEM表征

4.4本章小结

5松木屑水蒸气催化气化实验

5.1以TiO2为载体的镍系催化剂松木屑气化实验

5.1.1反应温度考察

5.1.2 S/B值考察

5.1.3催化剂加入比例考察

5.2以多孔陶瓷为载体的镍系催化剂松木屑气化实验

5.2.1固定床反应温度考察

5.2.2 S/B值考察

5.2.3催化反应床反应温度考察

5.3本章小结

6大物料量松木屑气化等温热重试验动力学分析

6.1试验部分

6.1.1试验样品

6.1.2试验装置

6.1.3试验方法

6.2大物料量木屑水蒸气气化机理及动力学分析

6.3本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢

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摘要

生物质具有可再生、储存量大的特性。生物质气化制取合成气是比较有发展前途的利用方式,但其缺点是转化效率低。针对这个问题,开发研究了二氧化钛负载镍和多孔陶瓷负载镍催化剂。 本文中考察了催化剂制备条件对催化剂性能的影响,包括载镍量,载镍后煅烧温度,煅烧时间,结果表明,二氧化钛负载镍催化剂适宜制备条件为:载镍量5%,900℃下煅烧3h;多孔陶瓷负载镍催化剂适宜制备条件为:载镍量5%,1000℃煅烧3h。 在固定床反应器中,考察了载镍二氧化钛和载镍多孔陶瓷两种催化剂的松木屑水蒸气催化气化性能。对于载镍二氧化钛催化剂,考察参数有:反应温度,S/B值,催化剂干混入松木屑内的比例。实验结果表明,载镍二氧化钛催化剂在木屑水蒸气批次进料催化气化反应,当反应温度850℃、S/B值3.27、催化剂加入量与木屑进料量之比2%时,氢气浓度可达40.13%,产气率为0.718m3·kg-1,产氢率为26.72g·kg-1,潜在产氢率为75.33g·kg-1。对于载镍多孔陶瓷催化剂,参考因素为:反应温度,S/B值,催化反应床反应温度。实验结果表明,载镍多孔陶瓷催化剂在木屑水蒸气连续进料气化反应,当反应温度800℃、S/B值1.17、催化反应温度800℃时,氢气浓度可达46.81%,产气率为0.740m3·kg-1,产氢率为30.93g·kg-1,潜在产氢率为73.12g·kg-1。 通过SEM分析手段对催化剂进行了表征,结果表明,经过煅烧后的载镍多孔陶瓷和载镍二氧化钛催化剂表面上的镍颗粒分散良好,活性组分与载体结合程度也较好。 实验中利用自制实验台考察了木屑催化气化热重现象,求得了气化机理函数,以及活化能与指前因子,方便我们进一步探索催化气化机理。

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