NiOY-AI203的制备及对煤微波热解的影响.pdf

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1、第37卷第3期煤炭转化Vo1．37NO．32014年7月C0ALC0NVERS10NJu1．2014NiO／Y-AI203的制备及对煤微波热解的影响徐克D江元汝李兆。赵西成摘要以浸渍一焙烧法制备NiO／AlO。型催化剂．采用该催化剂微波热解低变质煤，探讨了热解产生的气体组成、液态油品成分特点及固态残渣的形貌与负载催化剂制备条件的相互关系，考察了负载NiO的工艺条件如浸渍方式、焙烧时间和焙烧温度等因素对催化活性的影响．结果表明，NiO／一AlO。催化剂在煤微波热解过程中有明显催化作用，对煤热解制可燃气体及焦油产率有明显提高，其中以超声浸渍、450℃焙烧4h制备的产品催化活性更优．关键

2、词微波热解，NiO／一AlO。，催化，制氢中图分类号TQ426．6，TQ53o．2时为研究煤微波热解可回收负载型催化剂提供了一0引言定的参考．我国是一个富煤、缺油、少天然气的国家，煤炭1实验部分在一次能源中约占75，其中低变质煤占6O以上，低变质煤热解制氢及煤焦油是一条可行的利用1．1试剂和仪器途径．L1]目前常用的内热式低温干馏煤热解工艺的不足是7O左右的粒度小于20mm的粉煤不能有试剂：NaOH(分析纯)，HC1(分析纯)，效利用，造成资源浪费．微波闪速热解是低变质煤转Ni(NO3)·6HzO(分析纯)．氧化铝(上海国药集团)．化的一种新工艺，能够短时间内达到煤低温热解温仪器：

3、MKX—J2B型微波热解反应器(青岛迈可度，具有煤热解速度快、穿透性强、加热效率高、易于威应用设备有限公司)，Gasboard一3100P便携式六控制和安全卫生元污染等特点[2]，与传统工艺相比，组分煤气分析仪，超声波清洗器(上海比朗仪器有限能明显提高焦油收率及煤气中氢气、一氧化碳和甲公司)，GCMS-QP2010Plus型气相色谱一质谱联烷含量，具有广阔的应用发展潜力．[3对于煤微波热用仪．解研究已有一些报道，但是催化剂对微波场中煤的1．2催化剂的制备热解过程的影响研究并不多见．氧化镍为P型半导体催化剂，具有氧化、脱氢、加氢及氨氧化等多种催7一A1。O。的活化：一AlO。用HC1

4、溶液和化反应类型，在煤热解制可燃气及加氢脱硫过程中NaOH溶液浸渍活化，用去离子水清洗，120℃干燥具有明显的催化活性．[4-6]丫一A1O。又称活性氧化2h，350℃煅烧3h．铝，具有多孔性、高分散度、高比表面积、良好的热稳NiO／"／一A1。O。催化剂的制备：取一定量活化后定性及吸附性等特点，是十分理想的催化剂载体．本的7一AlO。，按负载量5配制Ni(NO。)。·6HO研究以氧化镍为活性组分，以球形7一A1。O。为载体，溶液，将一AlO。小球浸渍其中，放入超声清洗器采取浸渍法在不同实验条件下制备NiO／7一AlO。中，30℃条件下进行超声促进浸渍，超声辐照频率负载型催化剂[7

5、]，对催化剂在煤热解反应过程中的为40kHz，功率为200W，辐照时间为4h，过滤，催化活性进行分析，对制得可燃气体产率及焦油组120℃干燥12h后400℃下焙烧4h，制得NiO／7一分变化进行分析，确立了催化剂的适宜制备工艺，同AlO。催化剂．*国家高技术研究发展计划(863)项目(2011AA05A202)、国家自然科学基金资助项目(21205092)和陕西省教育厅项目(2O13JKO873)．1)硕士生；2)教授(通讯作者)，西安建筑科技大学理学院；3)博士生，西安建筑科技大学材料与矿资学院；4)教授、博士生导师，西安建筑科技大学冶金学院，710055西安收稿日期：2013—

6、10—12}修回日期：2013—12—25第3期徐克等NiO／7一A12O。的制备及对煤微波热解的影响波场中不仅可促使煤热解同时催化加氢作用明显，1．3煤的微波催化裂解使裂解产物中焦油轻质组分提高．因为在微波条件选用神华煤样，准确称取两份煤样各50g加入下煤的热解过程主要受热解速率的影响，微波热解石英反应管中，将反应管置于微波热解反应器中(见时，催化剂的加入使达到反应温度所需时间变短，热图1)，控制微波功率与时间，对低变质煤进行微波解过程进行得越剧烈，煤在高温区停留的时间就越热解实验，考查催化剂对低变质煤微波热解的影响，长，焦油热解发生二次反应的几率越大，使得很多大设定微波功率80

7、0W，冷凝温度0℃和热解时间分子物质发生二次裂解生成分子质量较小的物质，40rain；裂解实验结束后，分别对热解的液体、气体从而实现了焦油产品的轻质化，提高了焦油的经济及残渣进行分析并计算产品收率．价值．此外，烯烃类化合物降低，使得焦油中碘值降低，提高了油品的安定性，对油品稳定性有很大的改善．图l微波热解实验装置Fig．1Microwavepyrolysisexperimentdevice8I／茸目0菪H为'【、∞guI1-Microwaveoven；2-Quartz