生物質(zhì)氣化焦油催化裂解技術(shù)研究.pdf

1、焦油已經(jīng)成為制約生物質(zhì)氣化技術(shù)發(fā)展的瓶頸。針對如何高效利用生物質(zhì)氣化焦油的問題，結(jié)合 HZSM-5催化劑的催化溫度相對較低，以及低 Si/Al比的HZSM-5有利于提高烯烴產(chǎn)率的特點，本文提出了在較低溫度下焦油催化裂解制備可燃氣的技術(shù)路線。以HZSM-5作為催化劑，負載金屬及助劑對其進行改性，并用不同硅鋁比（25，50，80，360）的HZSM-5進行調(diào)配，通過對比分析焦油的轉(zhuǎn)化率、催化裂解積碳率及氣體產(chǎn)物的成分、含量和熱值，考察催化劑

2、表面Ni和MgO的負載量、反應溫度和液時空速等因素對反應的影響，獲得最優(yōu)化的工藝參數(shù)和高熱值氣體產(chǎn)物。并結(jié)合催化劑的XRD、TPD等表征，來解釋催化裂解機理。該路線克服了其他生物質(zhì)氣化焦油催化裂解技術(shù)中反應溫度高，氣體產(chǎn)物熱值低的弊端，提高了經(jīng)濟性和能源利用率。
　　以Si/Al=25的HZSM-5為載體，制備Ni/HZSM-5催化劑，發(fā)現(xiàn)Ni負載量為6 wt％時，Ni/HZSM-5催化劑活性最高，該反應最優(yōu)工況為：反應溫度500

3、℃，液時空速0.65 h-1。但是由于催化劑酸性較強，在僅負載Ni的情況下催化裂解積碳率偏高，導致催化劑快速失活。為改善這種狀況，后續(xù)實驗在 Ni/HZSM-5催化劑的基礎上，添加助劑MgO（MgO不僅可以提高催化劑活性，還能使催化劑減少表面積碳）。結(jié)果表明：MgO負載量為2 wt%時，催化劑活性最高，與Ni/HZSM-5相比，催化裂解積碳率降低了7.51 wt%，氣體產(chǎn)物的熱值也由原來的6.402 MJ/Nm3升高到7.636 MJ/

4、Nm3。
　　為進一步探究催化劑酸性對積碳的影響以及提高氣體產(chǎn)物品位，本文用不同Si/Al比（25，50，80，360）的HZSM-5進行調(diào)配，在不同Si/Al比的HZSM-5上負載Ni或Ni-MgO。結(jié)果表明，在僅負載Ni的情況下，Ni/HZSM-5（50）的催化活性相對較好。而添加助劑MgO后，無論從氣體熱值還是焦油轉(zhuǎn)化率、積碳率結(jié)果來分析，Ni-MgO/HZSM-5（25）的催化效果最好。說明MgO不僅可以使催化劑表面積碳減