生物质气化焦油裂解颗粒催化剂的基础研究.ppt

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1、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5O﹪～55﹪、半纤维素15﹪～25﹪、木质素20﹪～30﹪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

2、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水相组分含量(%)非水相组分含量(%)水39.7苯15.2乙酸10.7甲苯5.7羟丙酮6.8其他单环芳香烃5.6苯酚0.9萘3.8甲基苯酚0.4其他双环芳香烃3.1丙酸0.3三环芳香烃1.4甲基呋喃0.3四环芳香烃0.3二甲基呋喃0.2酚类1.8杂环2.6其他0.4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

3、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

4、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

5、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

6、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200～520℃范围内的热裂解阶段。在200～520℃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，CaO·MgO混合物呈现出最强的催化作用，

7、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

8、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