生物質焦油自持催化重整機理研究

《生物質焦油自持催化重整機理研究》是依託大連理工大學,由高寧博擔任醒目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：生物質焦油自持催化重整機理研究
• 依託單位：大連理工大學
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：高寧博

項目摘要

焦油問題已成為影響生物質熱解氣化發展的瓶頸。現有的處理方法不能對焦油進行有效的消除。尋求高效持久的焦油消除處理方法成為當前研究的熱點。本研究分別以商業蜂窩陶瓷和自製蜂窩陶瓷為催化載體，製備蜂窩陶瓷催化劑。利用蜂窩陶瓷的大比表面積以及良好的蓄熱性，增加生物質焦油蒸氣與催化劑活性成分之間的接觸。以蜂窩陶瓷催化劑為蓄熱催化重整介質，採用部分燃燒方法，對生物質焦油進行催化重整消除，建立反應系統自持進行的判定依據；研究影響焦油催化重整反應的因素、可燃氣品質的影響規律和蜂窩陶瓷部分燃燒的熱力學特性，確定最佳能量平衡控制方案。本研究不僅為生物質焦油催化重整消除提供理論依據，而且對固體廢棄物熱化學轉化領域中的焦油控制具有重要參考價值。

結題摘要

生物質氣化技術是生物質高效利用的重要方法之一，但是，目前仍存在著氣化過程中焦油含量大，污染嚴重等問題，嚴重製約了生物質氣化技術的發展。本項目分別以商用的和改性的蜂窩陶瓷為載體，通過浸漬法在陶瓷表面負載金屬氧化物（NiO）活性組分，研製出了適用於生物質焦油部分燃燒重整的蜂窩陶瓷催化劑，採用SEM、XRD、TPR等技術表征催化劑的物理化學性質，並展開生物質焦油部分燃燒催化重整特性研究。通過對生物質焦油組分分析，結合化學反應平衡，建立了一套焦油碳氫比分布模型及反應系統吸放熱狀態的判定理論，研究表明，生物質焦油部分燃燒催化反應系統是放熱系統。進而改進部分燃燒試驗裝置，結合生物質氣化實驗，開展了生物質焦油部分燃燒催化重整實驗。研究蜂窩陶瓷結構、反應溫度、水蒸氣/碳，空氣當量比、催化劑等因素對焦油轉化率，催化重整選擇性的影響。研究表明，使用蜂窩陶瓷催化劑，溫度為700℃，水蒸氣/碳為1.5:1，空氣當量比為0.1時，焦油的轉化率最大，產氫量也最大。研究了催化劑壽命和再生抗積碳行為，通過部分氧化法表明，再生後的催化陶瓷和未使用的催化陶瓷相比，活性依然很高。