探索生活垃圾发酵气催化转化制合成气新型催化剂的制备及性能研究

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1、北京化工大学硕士学位论文生活垃圾发酵气催化转化制合成气新型催化剂的制备及性能研究姓名：黄丙耀申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：季生福20080603生活垃圾发酵气催化转化制合成气新型催化剂的制备及性能研究摘要生活垃圾通过厌氧法可以转化为主要成分是№致)?唰=27J『的发酵气，向该发酵气中补充适量的水蒸气即可制备合成气。这不但能使生活垃圾的减量化、资源化，还能减小温室气体的排放。实施这种方法的关键在于开发一种具有优异催化性能和导热性能的新型催化剂。本研究用浸渍法制备了Ni含量为5．15(叭)

2、％的Ni／SBA．15颗粒催化剂。为了提高催化性能，本研究采用过渡金属、碱金属氧化物、碱土金属氧化物、稀土金属氧化物和Ce)【Zrl．x02对它进行改性。为了强化传热性能，本究研还在颗粒催化剂的基础上，制备了Ni／SBA—15／A1203／FeCrAl和N价形SBA．15／A1203／F．eCrAl(M=La203、MgO、CexZrl．x02)催化剂。最后，在常压下评价了催化剂的性能，并采用Ⅺ①、H2．TPR、C02．TPD进行了结构表征。评价结果表明，当Ni含量为10Ⅲ％时，催化剂的性能最好。

3、在反应温度850℃、CH4：C02：H20=2：1：1．5、空速=2．70×104mlgcat．1h‘1的条件下，10叭％Ni／SBA一15催化剂上的CH4和C02转化率分别为98％和86％，但反应120小时后分别降至85％和53％。改性后催化剂的性能不同于改性前，采用3叭％M90改性后催化剂的性能最好，反应620小时后，CH4转化率仍为98％左右，C02转化率从92％降至77％。1Owt％Ni／SBA．15／A1203伍eCrAl催化剂上的CH4和C02转化率分别为90．9％和89．2％，但反应

4、24小时后分别降北京化工大学硕士学位论文至36．8％和25．7％；改性后催化剂的性能得到提高，经7％MgO改性后的催化性能最好，反应24小时后CH4转化率仅从98．O％下降到94．O％，C02转化率从80．1％下降到75．5％。表征结果显示：Ni／SBA．15催化剂失活的主要原因是积炭和Nio物种的氧化。La203或MgO的改性能提高活性组分的分散性，抑制积炭的生成，MgO改性还能提高催化剂的碱性。Ni／SBA-15／A1203／FeCrAl催化剂失活的主要原因是：在高温和水蒸的共同作用下，大部分

5、Nio物种转化为NiAl204。关键词：生活垃圾，发酵气，合成气，镍基催化剂，金属基整体式催化剂II北京化工大学硕士学位论文PREPARATIoNANDPERFORMANCEINVESTIGATIONoFTHECATALYSTSFoRSYNGASPRODUCTIoNⅥABIoGASFRoMMUNICIPALSoLIDWASTEABSTRACTAla玛eVolumeofbiogas，whosemainconstituentaremethaneandcafbondioxidewithavolumera

6、tioofabout2：l，couldbeproductionthrou曲锄锄aerobicdigestionprocess仔omⅡmnicipalsolidwaste．Somesyllgasp刚uctioncouldbec枷edoutbyaddingappropriateVolumeofsteamtothebiogas．ItisnotonlyapromisinguntilizationofthemunicipaJsolidwaste，butals0areductionofgreenhousega

7、sexhausts．And也ekeyworkforther船lizationofthismethodisthedeVelopmemofanoVelcatalyst谢mexcellentcatalysticperf．o咖anceanddiathemancy．Inthispaper，aseriesofNi／SBA-l5catalystswithNiloadings舶m5嘶％tol5、玑％werepr印aredbyimpregnationmethod．FortheiInproVementoft11eca

8、talysticpe墒mance，modificationswerealsodonewithalkalioralkalineearthmetaloxides，ral．eearthmetaloxides，transitionmetalsandCexzrl．x02．Fortheenhancementoftheirdiathermancy，Ni／SBA一15／A1203／Fe—CrAlcatalystsandNi删SBA-l5／A1203／FeCrAl(M=La203、MgO、CexZh