镍基催化剂上焦油组分裂解反应研究

以甲苯为煤焦油模型化合物,研究了镍基催化剂对焦油组分催化裂解反应特性的影响.采用浸渍和分步浸渍的方法制备了Ni/Al2O3和Ni/MgO-Al2O3两个系列镍基催化剂,考察了催化剂组成(Ni含量、MgO含量)、反应条件(温度、空速、水蒸气含量)对焦油组分催化转化的影响.结果表明:Ni含量在0.2％左右时,Ni/Al2O3具有较高的催化活性,催化剂的活性随着Ni含量的继续增加而下降,作为助催化剂的MgO可以减少催化剂表面积炭.高温有利于H2和CO的生成,但不利于CH4的生成.水/甲苯比是影响焦油催化裂解的重要因素,较高水/甲苯比有利于H2的产生,而不利于CO和CH4的生成.     

催化裂化条件对处理生物质热解焦油的影响

为了研究催化裂化条件对生物质热解焦油处理的影响,以秸秆热解产生的焦油为原料,在固定床反应器实验台上,研究了石灰石、白云石和高铝砖3种催化剂作用下,温度、催化剂尺寸、床高等反应条件对焦油裂化的影响规律。实验结果表明,石灰石对焦油裂化有较好的催化效果,它作用下的产气率高,而且它是天然矿石,加工成本低,煅烧后耐磨性比白云石好,很适合生物质热解工艺中作为焦油裂化的催化剂使用。实验结果还表明提高裂化温度、增加床高、减小床料粒径都能有效地促进焦油深度裂化。该文结果可为焦油催化裂化工程设计提供指导。     

催化裂化条件对处理生物质热解焦油的影响

为了研究催化裂化条件对生物质热解焦油处理的影响,以秸秆热解产生的焦油为原料,在固定床反应器实验台上,研究了石灰石、白云石和高铝砖3种催化剂作用下,温度、催化剂尺寸、床高等反应条件对焦油裂化的影响规律。实验结果表明,石灰石对焦油裂化有较好的催化效果,它作用下的产气率高,而且它是天然矿石,加工成本低,煅烧后耐磨性比白云石好,很适合生物质热解工艺中作为焦油裂化的催化剂使用。实验结果还表明提高裂化温度、增加床高、减小床料粒径都能有效地促进焦油深度裂化。该文结果可为焦油催化裂化工程设计提供指导。     

高温煤气中焦油组分的催化裂解研究

选择了铁基、镍基、５Ａ分子筛和矾土４种催化剂，在固定床反应器条件下对焦油组分（以１－甲基萘为模型化合物进行了催化裂解研究，结果表明这４种催化剂对１－甲基萘的裂解都具有很好的催化活性，其中镍基催化剂和５Ａ分子筛的催化性能更好，它们在５５０℃，空速３０００ｈ＾－１的条件下反应１００ｈ，其催化活性未降低。同时还研究了在这两种催化剂条件下温度和空速对转化率的影响，按一级反应线性回归得出两种催化剂在２５０￣     

Ni-Fe/坡缕石催化水蒸气重整杏核热解焦油制氢

以坡缕石为载体用共沉淀法制备了Ni-Fe/坡缕石催化剂,考察了不同煅烧温度、反应温度、水碳摩尔比条件下该催化剂对杏核热解焦油水蒸气重整制富氢气体的性能,采用扫描电镜、比表面积分析以及X射线衍射仪,对Ni-Fe/坡缕石催化剂进行了结构表征,并与其他3种生物质气化催化剂(石英砂,白云石,商业镍基催化荆Z409)进行了对比.结果表明,Ni-Fe/坡缕石催化剂具有良好的低温活性和抗积碳能力,在500℃、质量空速为0.62 h-1和水碳摩尔比为4.3的条件下,碳转化率达到了92.1%,在连续5 h的实验中未发现失活现象,而相同条件下Z409催化剂的活性寿命仅为90 min.     

生物质焦油催化裂解过程中二次焦油成分

以秸秆热解产生的焦油为原料,在固定床反应器实验台上进行了催化裂解实验,研究了反应温度和催化剂种类对生物质焦油的裂解反应产物———二次焦油成分的影响规律。在高铝砖作为催化剂作用下,随着温度的升高,二次焦油构成有芳香化的趋势,多环芳烃的种类和含量都在增加。反应温度的提高有利于焦油的深度转化,二次焦油产率降低;但是高温下生成的二次焦油芳化程度更高,更容易引起催化剂积炭失活。当反应温度为900℃时,碱性催化剂白云石和石灰岩作用下二次焦油成分相似,以复杂的大分子环烃为主,而且焦油成分种类减少到10种左右;酸性催化剂高铝砖作用下焦油成分仍然很复杂,有将近30种,除了含有大分子环烃外,还含有部分石蜡烃,芳香族种类很多,多以双环、三环以及四环的形式存在。     

低阶煤热解提质技术的研究进展

为实现低阶煤高效分级利用,从提高煤热解焦油品质出发,论述了低阶煤热解的机理和提高焦油品质热解工艺(加氢热解、催化热解、热解与催化裂解耦合工艺等)的研究现状,同时对炭基催化剂在热解与催化裂解耦合工艺中的应用情况进行了论述。指出低阶煤热转化过程的基础研究、热解与催化裂化耦合反应器的设计及催化剂的开发是今后低阶煤热解提质工艺发展的关键。     

助剂改性镍铈负载橄榄石焦油裂解催化剂的研究

以镍为活性组分,二氧化铈为助催化剂,橄榄石为载体研究了橄榄石负载镍催化剂的催化性能,实验还考察了不同助剂(Cu,Fe,Mg)的添加对催化剂活性的影响,结果表明,Cu,Fe,Mg都能提高Ce-Ni/Olivine催化剂焦油裂解活性和燃气质量,其中Cu效果最佳.     

气化松焦油碱性催化裂解动力学性能

为揭示气化焦油在催化剂作用下的热解特性,利用STA499F3同步热分析仪对松树皮气化过程中产生的焦油进行热分析实验,分别获得不同升温速率下松焦油在催化剂Na2CO3和CaO作用下裂解反应的热分析曲线.利用热分析动力学原理,建立松焦油催化裂解的动力学计算模型,采用Popescu法推断机理函数并求出活化能E和频率因子A等动力学参数.研究结果表明:气化松焦油催化裂解过程的反应机理为三维扩散,圆柱形对称;Na2CO3和CaO能对焦油热解过程起到很好的催化效果,且Na2CO3的催化性能略优于CaO的催化性能.     

不同负载方法制备镍金属有序介孔氧化铝催化剂的结构及性能

采用原位合成技术制备出负载镍金属介孔氧化铝催化剂,同时采用过量浸渍法在已合成的有序介孔氧化铝和普通氧化铝上负载镍金属。采用BET、TEM、XRD、XPS、TPR、ICP-OES多种测试技术对3种催化剂结构特征、镍金属与载体的相互作用进行了表征,同时采用甲烷化反应验证3种催化剂的催化性能。实验结果表明, 两种方法制备的负载镍金属介孔氧化铝催化剂相对于普通氧化铝结构稳定、孔径分布窄。原位合成的负载镍金属催化剂负载量大,镍金属与载体的相互作用力强。但金属的价态为难还原的偏铝酸镍,对甲烷化反应催化性能不高。过量浸渍法制备有序介孔氧化铝催化剂孔结构稳定,镍分散性好,价态以易还原的氧化镍为主,其催化性能要高于普通氧化铝,表明合成的有序介孔氧化铝在催化领域将具有重要的应用价值。     

碱性催化剂催化热解的生物油特性分析

白云石是天然矿物质,赤泥是铝工业产品中的固体废弃物,两者均可作为热解生物质制取生物油的碱性催化剂.以玉米秸秆粉为原料,原料与催化剂的比例为2∶1,利用流化床反应器在550℃下进行快速热解反应,研究白云石和赤泥对生物油的产率和成分的影响规律.研究表明:白云石和赤泥对生物油起到了降酸作用,赤泥催化剂更为明显.通过XRD分析反应前后催化剂的晶格峰变化,发现反应后催化剂有新的物质生成(CaCO_3),这正是催化热解的生物油中酮类物质增加的主要原因.白云石催化剂有利于酚类物质的生成,赤泥催化剂提高了生物油中酯类的含量.这两种催化剂对生物油的产率、含水率和热值影响并不明显.     

钼基催化剂对子长煤热解产品分布的影响

以陕北子长煤为原料,选用Mo基催化剂,讨论了催化剂用量、热解温度、停留时间对热解产物分布的影响,并利用热重对煤催化热解机理进行研究。实验表明,催化剂的加入可以实现煤的定向转化,当催化剂的加入量为4%、热解温度为640℃、停留时间为30 min时,焦油及焦油中轻质油收率最大;热重及热解特性指数P的研究表明,加入催化剂后热解的温度区间缩小,挥发分更容易析出,3种催化剂对煤热解的催化效果为Fe-MoCo-MoMoO_3。     

秸秆气化焦油在负载复合金属的HZSM-5分子筛上的催化裂解反应的研究

对生物质秸秆气化焦油的催化裂解进行了实验研究,用浸渍法在HZSM-5分子筛上负载复合金属制备催化剂,在不同的反应条件下进行实验,发现该催化剂能促进焦油转化为气体可燃成分,对降低焦油含量具有明显的效果.     

助剂钾对Ni/Al2O3催化转化焦油模型化合物的影响研究

以甲苯为焦油模型化合物,分别以KCl,K2CO3为前驱体,考察了助剂钾对Ni/Al2O3催化剂催化转化反应性能的影响.实验结果表明：添加助剂钾可以降低镍基催化剂表面酸性,有效改善催化剂的活性,但在催化剂煅烧过程中钾离子不能与载体形成晶石结构,在反应过程中容易流失.KCl和K2CO3均具有较好的抗积炭性能,但由于K2CO3属于强碱性物质,催化剂负载后容易因吸水硬度降低.     

镍基整体式催化剂重整净化生物制粗燃气性能的研究(英文)

以萘为焦油模型化合物,考察了镍基整体式催化剂上生物质粗燃气干重整和临氧重整的性能。镍基重整催化剂表现出良好的催化重整活性,焦油全部转化为H2、CO及微量轻质组分。在750℃下连续反应108h,未检测到反应器压降变化和CH4与焦油转化率下降,整体式催化剂表现出较好的活性和稳定性。     

镍基整体式催化剂重整净化生物制粗燃气性能的研究

以萘为焦油模型化合物，考察了镍基整体式催化剂上生物质粗燃气干重整和临氧重整的性能。镍基重整催化剂表现出良好的催化重整活性，焦油全部转化为H2、CO及微量轻质组分。在750℃下连续反应108h，未检测到反应器压降变化和CH4与焦油转化率下降，整体式催化剂表现出较好的活性和稳定性。     

改性白云石在生物质制氢中的催化作用

文章对改性白云石作为催化剂进行了研究,考察了白云石、镍/改性白云石催化剂、镍/介孔改性白云石催化剂对氢气和H2 CO在产物气中的含量及氢气产率的影响。并以氢气产率为评价指标对三种催化剂的寿命进行了比较。试验结果表明无论在催化活性、强度和寿命方面镍/改性白云石和镍/介孔改性白云石相对于白云石都得到了很大的提高。镍/改性白云石和镍/介孔改性白云石是生物质催化气化制氢较好的催化剂。     

提升Pd基电催化剂氧还原活性的策略

氧还原反应(ORR)是许多电化学相关技术的核心反应,许多研究致力于制备同时具备高活性、高稳定性和低成本的催化剂。Pd基纳米材料由于其相对较优的催化性能和相对丰富的储量,有望成为Pt的替代品,受到了广泛关注,但要达到商品化程度,其性能需进一步提高。本文以Pd基催化剂应用于ORR电催化为背景,综述了近年来Pd基催化剂ORR的性能提升策略。围绕载体调控、形貌结构调控以及组分调控共3个部分进行总结,这些调控会利用配体效应、应变效应、系综效应(ensemble effect)和载体效应等从本质上改变Pd的分布状态、空间排列和电子结构,从而影响ORR中间产物在Pd表面的吸附状态。最后,简要介绍了Pd基催化剂面临的挑战和未来的发展方向,对高性能ORR催化剂的设计制备具有重要意义。     

铁基催化剂对生物质气化催化效果和机理的研究

为解决生物质气化中焦油产率过高，易造成设施堵塞和腐蚀的问题，在气化过程引入铁基催化剂以降低焦油产率。同时基于生物质气化中合成气组分变化及焦油裂解的作用分析了铁基催化剂的作用机理。结果表明：当加入铁基催化剂后，合成气中的氢气产率从20.32 mL/g (每克生物质)上升到114.72 mL/g;焦油中大分子多环芳烃被降解，铁催化了纤维素链端的降解反应，使纤维素分解成了糠醛、酮、呋喃等化合物。该研究证实了铁基催化剂的催化效果，揭示了催化机理，为铁基催化剂在气化中的应用提供理论依据。     

FCC废催化剂负载镍催化松节油加氢性能研究

以提升管催化裂化(FCC)废催化剂为载体,采用等体积浸渍法制备负载型镍催化剂,并对其进行催化加氢性能的研究.利用FYX-2G型永磁旋转搅拌反应釜在温度383 K、压力2 MPa和搅拌转速260r/min条件下,考察了催化剂对松节油加氢反应活性及选择性的影响,应用GC-MS和GC技术对反应产物进行分析鉴定.结果表明,加氢反应1.5h的反应产物主要组分有顺、反-蒎烷、对伞花烃和未反应完全的蒎烯,产物中蒎烷顺反比为19.2∶1;以焙烧前后的FCC废催化剂为载体负载镍催化松节油加氢反应的蒎烯转化率分别为95.9％和98.2％,蒎烷顺反比分别为21.4∶1和21.1∶1;而以新鲜FCC催化剂为载体负载镍催化松节油加氢的蒎烯转化率为60.3％,蒎烷顺反比为24.7∶1;催化剂适宜制备条件:FCC废催化剂经723 K焙烧后负载镍,负载量为20％,焙烧及氢气还原温度为723 K,时间为3h.