凹凸棒石催化裂解生物质焦油——以苯酚为模拟化合物

合肥工业大学硕士学位论文凹凸棒石催化裂解生物质焦油——以苯酚为模拟化合物姓名：周凯华申请学位级别：硕士专业：环境工程指导教师：彭书传20090301凹凸棒石催化裂解生物质焦油——以苯酚为模拟化合物作者：周凯华学位授予单位：合肥工业大学相似文献(10条)1.学位论文谢威生物质焦油的催化裂解研究2000该研究的目的是利用催化剂使生物质焦油在气态时被裂解为可燃气.苯是生物质焦油的主要组分,也是最难以裂解的组分,实验首先从裂解苯开始生物质焦油催化裂解的研究.实验的第一步是催化剂的制备.利用混合法制备两种催化剂--F催化剂和铁催化剂,然后分别测试对苯进行催化裂解活性并比较,最后选定F催化剂进一步研究.第二步,对催化反应于在线分析的积分反应器中进行最佳工艺条件的选择,确定最佳工艺条件为:反应温度680℃,Vsp=380h'-1,氢气:苯=50:8,最高转化率73.13﹪,甲烷产率17.3﹪.第三步,考查催化剂的活化再生情况.第四步,在固定床积分反应器上,测试所选催化剂催化裂解苯反应的活化及频率因子.第五,用F催化剂进行生物质焦油催化裂解实验,结果表明F催化剂对生物质焦油的裂解有催化作用.焦油的裂解率为70.96﹪,气体产生率为11.52﹪.2.会议论文陈雷.张晓东.赵保峰生物质焦油催化裂解研究进展2007生物质焦油成分复杂，且在生物质热转化利用中产生不利的影响，生物质焦油的消除和利用一直是生物质能利用技术研究的热点和难点。在介绍生物质焦油组分和分类的基础上，总结了国内外以焦油模型化合物为对象的裂解机理以及裂解催化剂研究现状,并对焦油催化裂解的研究提出了一些想法。3.学位论文王铁柱生物质焦油催化裂解实验研究2003该文在综述国内外有关生物质焦油脱除的基础上,围绕生物质热解气化集中供气系统的攻关项目,针对中国农村经济发展现状及生物质资源特点,对适合中国农村应用的生物质焦油催化裂解技术进行了详细的试验及应用研究.首先,在小型的研究试验台上,进行了一系列精密的试验,获得了大量的数据,并对数据进行整理和详细的分析.通过试验研究,对生物质制取的中热值燃气地性能指标,使之达到了可商业化水平;为今后使该技术应用于气化发电奠定了良好基础.为了进一步提高燃气净化水平及为生物质气化发电做准备,设计了生物质固定床焦油催化裂解小型试验台.研究了生物质焦油含量随热解温度和生物质原料的变化趋势,提出了生物质焦油裂解率的概念、探讨了不同条件(热解温度、停留时间)下热裂解的效果和不同催化剂,不同反应条件下对焦油催化裂解效果的影响,催化剂在使用过程中由于积碳、中毒等原因会使得活性丧失,该文针对催化剂活性的丧失以及再生进行了试验研究和理论分析.作为一种价廉的催化剂,白云石具有良好的催化效果,适用于面向农村的生物质制气集中供气技术.应用阿累尼乌斯方程,对试验数据进行了回归,计算出不同反应过程的反应速度和活化能,从理论角度支持了试验数据.4.期刊论文周劲松.王铁柱.骆仲泱.张晓东.王树荣.岑可法生物质焦油的催化裂解研究-燃料化学学报2003,31(2)对稻壳热解过程中产生的焦油进行了催化裂解研究.实验装置主体由裂解炉和固定床催化裂解反应器组成.研究得出催化裂解条件(温度、停留时间等)对焦油脱除的影响规律,并分析了生物质焦油催化裂解过程中发生的反应和焦油催化裂解机理.研究表明,白云石对焦油的催化裂解有较好的效果,随着温度和停留时间的增加,其催化裂解率提高.5.学位论文刘亚军生物质焦油催化裂解实验及中热值气化技术应用研究2004本文研究主要针对生物质热转化利用技术中的催化裂解工艺过程.在综述国内外有关生物质焦油脱除的基础上,围绕生物质热解气化集中供气系统的攻关项目,针对我国农村经济发展现状及生物质资源特点,对适合我国农村应用的生物质焦油催化裂解技术进行了详细的试验及应用研究.首先,在对生物质能概念、利用和各种生物质能转化技术介绍的基础上,介绍了生物质能的合理利用具有良好的环保效益、经济效益和社会效益.分析了生物质焦油的危害.对目前国内外生物质焦油的脱除技术及生物质气化技术的研究发展现状进行了综述.接着,在小型的研究试验台上进行了一系列焦油催化裂解试验,获得了大量的数据.并对数据进行整理和详细的分析.提出了生物质焦油裂解率的概念,探讨了不同条件(热解温度、停留时间)下热裂解的效果和不同催化剂、不同反应条件下焦油催化裂解效果及对煤气成分的变化.在相同的温度、停留时间等的反应条件下,各种催化裂解焦油转化效率明显高于热裂解.而在催化裂解中,由于不同的催化机理,催化剂催化效果又有不同的特点(如温度的要求、催化裂解产物的分布等):硅铝催化剂需要的催化温度较低;白云石、石灰石廉价易得;五氧化二钒催化剂的产物氢气和不饱和烃类体积含量减少;镍系催化剂有最好的催化效果.但后二者都存在如价格昂贵、容易失活的缺点.通过本文的研究,为以后的焦油脱除,特别是焦油催化裂解技术的应用提供参考.然后,应用焦油裂解的一级集总反应模型,并结合阿勒无斯定律,分析实验数据,计算出不同催化反应的反应速度和活化能.在数学模型的基础上,计算出不同工况下的焦油转化率,与实验数据相吻合.最后,进行了120户规模的集中供气示范工程的部分设计,包括应用上述模型进行了焦油催化裂解系统设计,燃烧设备设计等.6.学位论文石莹凹凸棒石黏土催化裂解生物质气化焦油2009生物质热解气化技术的研究与广泛应用，使生物质热解焦油的影响越来越为人们所关注。但是在生物质气化过程中，不可避免的产生生物质焦油，生物质焦油不仅能堵塞传输管道，影响气化系统的正常运行，而且对环境及人体健康都有严重的威胁。因此，生物质焦油是影响生物质气化技术推广应用的致命弱点。在综述国内外有关生物质焦油脱除及催化剂研究现状的基础上，建立了实验室规模的固定床生物质焦油催化裂解实验系统和一套完整的气体分析手段。选用几种常见的矿物材料作为催化剂进行初步的评价，并与石英砂的热裂解效果进行对比。作为一种廉价的催化剂，凹凸棒石黏土有良好的催化效果。本文通过高温热裂解实验，考察催化剂用量、粒径、煅烧温度条件以及反应温度等操作条件对凹凸棒石催化焦油裂解活性的影响。结果显示随着裂解温度的升高，焦油转化率、氢产率都显著增加；凹凸棒石的煅烧处理能够改善催化活性，但过高的煅烧温度将破坏凹凸棒石特征结构，从而不利于其催化效率。随后，本项研究还利用等体积浸渍法制备凹凸棒石负载镍的催化剂，考察镍的负载量和裂解温度对于焦油催化活性的影响。与凹凸棒石相比较，镍的加入对生物质焦油催化裂解反应显示出了更好的活性，同时积碳量也有明显的减少，这说明镍对凹凸棒石的催化活性有促进作用，同时也提高了催化剂的抗积碳能力。7.期刊论文周劲松.刘亚军.骆仲泱.岑可法.ZHOUJing-song.LIUYa-jun.LUOZhong-yang.CENKe-fa酸性、碱性催化剂对生物质焦油催化裂解影响分析-浙江大学学报(工学版)2005,39(7)为了研究催化剂的反应机理和对生物质焦油裂解的影响,在固定床反应器上,对硅铝催化剂、白云石催化剂和碳化硅惰性材料进行生物质焦油催化裂解和热裂解试验.根据三种材料作用机理的不同,研究探讨催化剂活性中心对热解气中焦油裂解率、催化裂解气体成分及反应速度(活化能)的影响.结果表明,酸性和碱性催化剂由于活性中心的存在,加快了反应速度和降低了反应活化能.当温度高于800℃时,其焦油裂解率达到90%以上,明显高于单纯热裂解.其中硅铝催化剂对温度的要求最低,且反应后气体成分中碳三(C3)碳四(C4)体积分数显著增加.8.学位论文宋磊凹凸棒石改性催化剂的制备及其催化裂解生物质气化焦油中二甲苯的研究2009生物质热解气化技术的发展与广泛应用，使生物质热解焦油的影响越来越为人们所关注。在前人对凹凸棒石(PG)性质和结构的研究基础上，本文以凹凸棒石为催化剂，并且负载活性组分Ni以提高其催化性能，以生物质焦油的重要组成成分二甲苯为模拟化合物，对二甲苯的催化裂解(水汽重整)反应进行了深入的实验研究。在分析了该领域研究现状的基础上，建立了实验室规模的气固相连续催化裂解反应器，用气相色谱连续在线分析催化裂解产生的气体成分和含量。以等体积浸渍法对提纯改性后的凹凸棒石粘土进行活性组分(NiO)负载，经过干燥、煅烧后制备出不同Ni担载量的Ni/PG催化剂。采用XRD、TEM、BET等手段检测和表征了催化剂的结构特性和组分特性，并进行了理论分析。通过活性评价优化了催化剂的主要制备参数(Ni负载量、煅烧温度等)和操作条件(反应温度、空速、水汽含量)并分析了二甲苯转化率的主要影响因素；考察了催化剂活性随反应时间的变化规律，得出了可能导致催化剂失活的主要原因是表面积碳和催化剂结构破坏。通过对裂解气组分的在线分析，研究了催化剂选择性的影响因素。初步提出了二甲苯在凹凸棒石负载Ni催化剂上水汽重整裂解反应的机理，发现了水汽的存在是消除催化剂积碳的有效因素，同时也阐明了催化剂活性对凹凸棒石特性结构的依赖性。本课题的研究表明，凹凸棒石负载金属Ni催化剂具有较好的催化脱除以芳香烃为主的生物质气化焦油性能，为开发出可适用于工业化的生物质气化系统的焦油催化转化技术提供了技术参数和理论支持。9.期刊论文王铁军.常杰.吴创之.付严.陈勇生物质焦油裂解催化剂制备及其催化裂解性能-煤炭转化2003,26(1)以萘为生物质焦油模型化合物,在以白云石为载体制备的Ni基催化剂上进行了催化裂解实验研究,对催化剂的制备技术、活性、积炭失活性能和再生方式进行了实验分析.结果表明:在700℃的裂解温度、重量空速0.8L@h-1的反应条件下,萘的单程转化率可达95%,以饱和湿空气为再生气流,在程序升温的条件下烧碳,催化剂再生时间短(＜0.5h),与同温度的热裂解相比催化裂解更有利于萘的深度裂解.10.学位论文武海英生物质焦油的热解特性及催化转化研究2009本课题对生物质固体废弃物热解气化产生的生物质焦油进行了较为深入的研究，通过试验，分析探讨了关于生物质焦油的热解及催化特性。@@首先对焦油热值，以及焦油与生物质(稻杆、油菜杆和木屑)混合热值进行了测定，结果表明焦油的热值较高，属于中热值产品，而且与生物质混合后热值还有一定的上升，这就为生物质焦油与生物质共裂解提供了可能。@@其次采用热裂解-气相色谱/质谱法对生物质焦油的热解特性进行了分析，主要研究了生物质焦油在不同裂解温度，不同裂解时间条件下，热裂解产物的变化情况。通过对热解产物的分析，探讨了生物质焦油的资源性。本实验首次运用热裂解仪对焦油进行直接热解，避免了繁琐的焦油前处理过程，而且实验结果具有较好的重现性和准确性。@@最后还对生物质半焦产品(灰分和炭)作催化剂对焦油进行催化裂解进行了研究。主要研究了稻杆灰、油菜杆灰以及木炭作催化剂，在不同催化裂解温度、不同粒径条件下，催化焦油生成的二氧化碳、一氧化碳、甲烷和氢气等四种气体相对体积含量的变化情况，进而探讨生物质半焦产品作催化剂的可能性。@@通过上述试验研究，为焦油的处理及资源化提供了有关的理论依据。@@关键词：生物质焦油热裂解气相色谱质谱法催化裂解热值本文链接：授权使用：上海海事大学(wflshyxy)，授权号：57d9d205-499f-4f39-b073-9de200de3387下载时间：2010年8月30日