【摘要】：生物質(zhì)以其特殊的能量形態(tài),除了原始粗放的燃燒之外,在過(guò)去都沒(méi)有能夠得到充分高效的利用。尤其是化石能源的大規(guī)模開(kāi)采,越來(lái)越淡化了生物質(zhì)的能源角色。隨著世界化石能源形勢(shì)趨于緊張,并伴隨著嚴(yán)峻的環(huán)境問(wèn)題,生物質(zhì),尤其是木制纖維素類生物質(zhì)的資源化能源化利用,又被逐漸重視起來(lái)。但生物質(zhì)分布分散,自身能量密度低,不利于大規(guī)模收集集中處理；加之利用過(guò)程中,生物質(zhì)本身復(fù)雜的成分,也對(duì)利用技術(shù)提出了難題,如生物質(zhì)氣化于利用過(guò)程中的焦油問(wèn)題,直燃發(fā)電中的結(jié)渣腐蝕問(wèn)題等。這在一定程度上限制了生物質(zhì)的大規(guī)模利用。本文以生物質(zhì)氣化過(guò)程產(chǎn)生的焦油為研究對(duì)象,利用焦油模型化合物,采用水蒸氣催化重整的方法,結(jié)合“電催化”方式,對(duì)不同的焦油模型化合物展開(kāi)實(shí)驗(yàn),探究了不同溫度、電流等條件下,焦油模型化合物的轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)物分布特點(diǎn),考察“電催化”方法的效用。首先結(jié)合前人研究的鎳基催化劑,利用甲苯作為焦油模型化合物,對(duì)“電催化”方法的有效性展開(kāi)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明,“電催化”方法的采用,不影響最佳水／碳摩爾比的選擇,同時(shí)“電催化”方法的加入,使得甲苯在水蒸氣重整實(shí)驗(yàn)中的轉(zhuǎn)化率大幅提高,如在溫度500℃,未加載電流與加載4A電流時(shí),甲苯轉(zhuǎn)化率由24.4%升高至83.5%。結(jié)合載體特性,改變所用催化劑之后,對(duì)不同生成階段的焦油模型化合物展開(kāi)電催化水蒸氣重整的實(shí)驗(yàn)研究,除了從反應(yīng)溫度、加載電流強(qiáng)度等實(shí)驗(yàn)條件出發(fā),還考察了不同氣化氣組分添加到實(shí)驗(yàn)氣氛中,對(duì)模型化合物轉(zhuǎn)化率及產(chǎn)物的影響,最后利用多種組分模擬的氣化氣,考察焦油模型化合物轉(zhuǎn)化率以及氣化氣組分反應(yīng)前后變化,并對(duì)催化劑進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定性測(cè)試。結(jié)果表明,“電催化”方法對(duì)不同的焦油模型化合物均能促進(jìn)其催化轉(zhuǎn)化；“電催化”方法能夠減輕氣化氣組分中的CO和CO2對(duì)焦油模型化合物轉(zhuǎn)化的抑制作用,并能夠提高催化劑的穩(wěn)定性。本實(shí)驗(yàn)研究通過(guò)對(duì)“電催化”方法在不同催化劑、溫度、加載電流強(qiáng)度、焦油模型化合、不同反應(yīng)氣氛等條件下展開(kāi)實(shí)驗(yàn),探究轉(zhuǎn)化率與產(chǎn)物分布。表明其催化方法切實(shí)有效,并通過(guò)一系列數(shù)據(jù)為實(shí)際的焦油催化裂解條件控制提供理論指導(dǎo)。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK6

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本文編號(hào)：2709290