生物质气化焦油裂解颗粒催化剂的基础研究.ppt

生物质气化焦油裂解颗粒催化剂的基础研究,夏发俊导师：缪冶炼教授,第一章绪论第二章焦油催化裂解的动力学分析第三章多孔白云石颗粒的制备及其物理特性第四章多孔白云石颗粒的催化性能第五章结论第六章今后的研究,内容,木质纤维素类生物质,最大的资源地球上的总生产量：1,400-1,800亿吨/年我国农作物秸秆：7亿吨/年；林业废弃物：4,000万吨/年,组成纤维素5O55、半纤维素1525、木质素2030,主要成分碳48、氧45、氢6%分子式CH1.5O0.7,热化学转化技术,木质纤维素,热化学转化技术,直接燃烧技术,气化技术,热裂解技术,气化技术的应用,甲醇氨,燃烧器,锅炉,内燃机,燃气轮机,蒸汽轮机,分离器,合成器,生物质燃气,发电,供热,焦油,催化剂,催化剂,镍基催化剂,煅烧白云石,来源广泛,成本低,价格昂贵,易烧结失活,生物质气化焦油裂解的存在问题,(1)关于白云石催化作用的研究主要集中于焦油裂解中产品气体的产率，缺少对焦油催化裂解的动力学分析。,(2)将天然白云石粉碎至一定粒径后应用于反应器内，其机械强度不够，易破碎而成粉末状，从而被气体夹带流走，操作困难且不能回收重复利用。,(3)由于白云石催化剂的问题，使得焦油催化裂解还停留在实验室规模的基础研究上，没有实际的大规模应用。,问题,研究目的,把握焦油裂解反应速度,确立多孔白云石颗粒的制备工艺,探明多孔白云石颗粒的物理特性和催化性能,第一章绪论第二章焦油催化裂解的动力学分析第三章多孔白云石颗粒的制备及其物理特性第四章多孔白云石颗粒的催化性能第五章结论第六章今后的研究,内容,无催化剂时的焦油热重曲线,焦油催化裂解中的热重曲线,无催化剂时的焦油热裂解反应Arrhenius图,焦油催化裂解反应的活化能,焦油催化裂解的最终相对残留率,第一章绪论第二章焦油催化裂解的动力学分析第三章多孔白云石颗粒的制备及其物理特性第四章多孔白云石颗粒的催化性能第五章结论第六章今后的研究,内容,造粒工艺流程,白云石,粘结剂,扩孔剂,粉碎,混合,造粒,干燥,煅烧,多孔颗粒催化剂,多孔白云石颗粒催化剂,多孔白云石颗粒的强度,多孔白云石颗粒的比表面积,多孔白云石颗粒的孔隙率,多孔白云石颗粒的孔径分布,第一章绪论第二章焦油催化裂解的动力学分析第三章多孔白云石颗粒的制备及其物理特性第四章多孔白云石颗粒的催化性能第五章结论第六章今后的研究,内容,对乙酸裂解的催化作用,对苯裂解的催化作用,白云石颗粒的再生能力,多孔白云石颗粒的催化性能,接触时间的影响,温度的影响,水蒸气/碳摩尔比的影响,不同催化剂的影响,对乙酸裂解的催化作用,对苯裂解的催化作用,白云石颗粒的再生能力,多孔白云石颗粒的催化性能,接触时间的影响,温度的影响,水蒸气/碳摩尔比的影响,不同催化剂的影响,对乙酸裂解的催化作用,对苯裂解的催化作用,白云石颗粒的再生能力,多孔白云石颗粒的催化性能,使用后和再生后的白云石颗粒,使用后的白云石颗粒,再生后的白云石颗粒,再生白云石颗粒对乙酸裂解的催化作用,再生白云石颗粒对苯裂解的催化作用,第一章绪论第二章焦油催化裂解的动力学分析第三章多孔白云石颗粒的制备及其物理特性第四章多孔白云石颗粒的催化性能第五章结论第六章今后的研究,内容,结论,焦油的热重变化过程可以分为室温200范围内的挥发阶段和200520范围内的热裂解阶段。在200520的焦油热裂解阶段中，反应速率常数和温度的关系可以用Arrhenius方程式表示。,无催化剂时的反应活化能为20.9kJ/mol。MgO含量为50%时，CaOMgO混合物呈现出最强的催化作用，焦油催化裂解的反应活化能降低到16.5kJ/mol，最终相对残留率降低到0.75。,多孔白云石颗粒强度随粘结剂/白云石质量比的增加而增加，随扩孔剂/白云石质量比的增加而逐渐减少。多孔白云石颗粒的强度、比表面积和孔隙率远远超过天然白云石颗粒。,结论,在乙酸的催化裂解中，增加接触时间或者提高温度提高总气体收率的同时降低积碳率。加入水蒸气对乙酸裂解没有影响。多孔白云石颗粒对乙酸的催化作用远远大于天然白云石颗粒。,在苯的催化裂解中，增加接触时间或者提高温度可以提高总气体和积碳收率。加入水蒸气可以使积碳率大大降低。多孔白云石颗粒对苯裂解的催化作用远远大于天然白云石颗粒,再生多孔白云石颗粒与新鲜多孔白云石颗粒对乙酸、苯的催化效果基本上一致，这表明多孔白云石颗粒具有良好的再生性。,第一章绪论第二章焦油催化裂解的动力学分析第三章多孔白云石颗粒的制备及其物理特性第四章多孔白云石颗粒的催化性能第五章结论第六章今后的研究,内容,为了实现本研究成果的工业化应用，今后需要从理论和技术的角度对下列内容进行深入研究：(1)多孔白云石颗粒对苯的裂解率不是很高，应采用对多孔白云石颗粒