镍基催化剂上焦油组分裂解反应研究

以甲苯为煤焦油模型化合物,研究了镍基催化剂对焦油组分催化裂解反应特性的影响.采用浸渍和分步浸渍的方法制备了Ni/Al2O3和Ni/MgO-Al2O3两个系列镍基催化剂,考察了催化剂组成(Ni含量、MgO含量)、反应条件(温度、空速、水蒸气含量)对焦油组分催化转化的影响.结果表明:Ni含量在0.2％左右时,Ni/Al2O3具有较高的催化活性,催化剂的活性随着Ni含量的继续增加而下降,作为助催化剂的MgO可以减少催化剂表面积炭.高温有利于H2和CO的生成,但不利于CH4的生成.水/甲苯比是影响焦油催化裂解的重要因素,较高水/甲苯比有利于H2的产生,而不利于CO和CH4的生成.     

生物质焦油模化物蒸汽重整实验研究

生物质焦油是生物质热解和气化过程中不可避免的副产物,并且在生物质应用过程中存在有害的影响,因此对于生物质焦油转化的研究受到广泛的关注。本文在试制开发低流阻高强度的蒸汽重整整体式催化剂的基础上,以苯和甲苯作为焦油的模型化合物,在管式反应器上研究了该催化剂作用下,温度、蒸汽量对焦油催化转化以及裂解气体成分的影响;并实验研究了催化剂作用下温度和水碳摩尔比S／C对甲烷转化率的影响。实验发现,苯和甲苯的转化率都随温度的提高而升高。甲苯和苯在裂化温度900℃,S／C=2时整体式催化剂催化作用下转化率分别达到94．1％和77．1％;在600℃时实现了甲烷气体的高效转化;蒸汽量的增加有助于裂解气体成分的调整,同时也促进了消碳反应的进行。     

氧化钙条件下焦油主要组分的催化裂解

为降低煤气化时焦油产率、提高煤气产率，利用固定床反应器研究了焦油的两种主要组分苯和甲苯在氧化钙条件下的裂解反应特性，探讨了氧化钙的催化机理。实验结果表明，与石英砂条件下相比，氧化钙在苯和甲苯裂解反应中具有催化作用，改变了反应路径，使苯和甲苯裂解活化能分别下降２８．６６％，４７．８７％，频率因子分别下降３，６个数量级；相同转化率所需温度分别下降约１５０℃，１００℃；碳析出量降低，气态裂解产物总产率提高。     

生物质焦油催化裂解过程中二次焦油成分

以秸秆热解产生的焦油为原料,在固定床反应器实验台上进行了催化裂解实验,研究了反应温度和催化剂种类对生物质焦油的裂解反应产物———二次焦油成分的影响规律。在高铝砖作为催化剂作用下,随着温度的升高,二次焦油构成有芳香化的趋势,多环芳烃的种类和含量都在增加。反应温度的提高有利于焦油的深度转化,二次焦油产率降低;但是高温下生成的二次焦油芳化程度更高,更容易引起催化剂积炭失活。当反应温度为900℃时,碱性催化剂白云石和石灰岩作用下二次焦油成分相似,以复杂的大分子环烃为主,而且焦油成分种类减少到10种左右;酸性催化剂高铝砖作用下焦油成分仍然很复杂,有将近30种,除了含有大分子环烃外,还含有部分石蜡烃,芳香族种类很多,多以双环、三环以及四环的形式存在。     

高温煤气中焦油组分的催化裂解研究

选择了铁基、镍基、５Ａ分子筛和矾土４种催化剂，在固定床反应器条件下对焦油组分（以１－甲基萘为模型化合物进行了催化裂解研究，结果表明这４种催化剂对１－甲基萘的裂解都具有很好的催化活性，其中镍基催化剂和５Ａ分子筛的催化性能更好，它们在５５０℃，空速３０００ｈ＾－１的条件下反应１００ｈ，其催化活性未降低。同时还研究了在这两种催化剂条件下温度和空速对转化率的影响，按一级反应线性回归得出两种催化剂在２５０￣     

助剂钾对Ni/Al2O3催化转化焦油模型化合物的影响研究

以甲苯为焦油模型化合物,分别以KCl,K2CO3为前驱体,考察了助剂钾对Ni/Al2O3催化剂催化转化反应性能的影响.实验结果表明：添加助剂钾可以降低镍基催化剂表面酸性,有效改善催化剂的活性,但在催化剂煅烧过程中钾离子不能与载体形成晶石结构,在反应过程中容易流失.KCl和K2CO3均具有较好的抗积炭性能,但由于K2CO3属于强碱性物质,催化剂负载后容易因吸水硬度降低.     

新型微波技术再生载甲苯活化秸秆炭

采用微波加热制备的活化秸秆炭作为吸附剂,通过微波法和电加热法对载甲苯活化秸秆炭进行再生。在确保再生率99%以上的前提下,测定了这两种方法的加热时间、再生效率和能耗等参数。结果表明：经过5次吸附-微波辐射再生之后,吸附量基本保持原有新鲜活化秸秆炭吸附量的为33%;恒功率微波加热法、恒温微波加热法和电加热法所需要的时间分别为1、10和120min;从能耗角度看,微波再生法恒功率（600W）和恒温（150℃）的能耗分别为4.5和9.0kJ/g,而电加热法的能耗则为36kJ/g。因此,微波再生法是一种节能、环保和高效的再生方法,为工业化应用奠定了基础数据。     

焦油裂解低压引射式燃烧器的结构优化研究

对焦油裂解低压引射式燃烧器进行了研究,利用FLUENT进行数值模拟,研究喷嘴直径d、燃气流量v、喷嘴距壁面距离L这三个参数对焦油裂解的影响.通过采用正交试验比较不同参数下的焦油裂解面积,得到最优参数组合并采用实验验证数值模拟结果.数值模拟与实验结果表明:喷嘴直径d对焦油裂解的影响最大,喷嘴到壁面距离和燃气流量为次要影响;且当喷嘴直径d=4 mm,喷嘴距壁面距离L=18 mm,燃气流量v=0.10 m3/h时,焦油裂解效果最好.     

采用低温微波法和电加热法再生载甲苯活性炭

采用低温微波法(60、120、180 W)和电加热法对载甲苯松木活性炭进行再生。比较了这两种再生方法下活性炭的再生效率、升温速率、能耗,并分析了再生前后活性炭的物理化学性能。结果表明:经过5次吸附—微波辐射再生之后,活性炭吸附量基本保持原有吸附量的45%。随着微波功率从60 W 升高到120 W,再生时间从60 min降低到22 min,再生效率从1.7%/min增加到4.5%/min。而传统电加热再生法再生时间为180 min, 是微波法的3～6倍; 功率为60 W的微波加热法的升温速率为178 ℃/min,而电加热法升温速率只有9 ℃/min; 从能耗角度看,微波再生法的能耗为29.7 kJ/g,而电加热法的能耗则为74.3 kJ/g; 并且经检测微波法再生后活性炭的孔隙结构和官能团未发生改变。     

一种循环床循环灰条件下焦油组分的催化裂解

以循环流化床锅炉循环灰为热载体、部分气化产生的半焦为锅炉燃料的煤的部分气化技术中,降低焦油产率、提高煤气产率是一个关键。在固定床反应器实验台上实验研究了一种循环流化床锅炉循环灰条件下焦油的两种主要组分苯和甲苯的催化裂解反应特性,测定了裂解反应动力学参数,探讨了循环灰的催化机理,实验结果表明,与石英砂条件下相比,循环灰极大地促进了焦油的裂解程度,气态裂解产物总量提高。     

苯乙烯焦油的热裂解

苯乙烯焦油是苯乙烯生产厂和工业下脚料，其主要化学成份是苯乙烯的低聚物，聚合为几十到几百，常温下是一种高度粘中稠的物质，目前国内外对其开发利用不多，绝大多数厂家只做燃料，我们课题组于1988年底专门立项研究的该焦油的开发利用问题，我们研究的重要环节是焦油的热裂解，至于裂解液的分离，因它是有机化工分离（分馏）的普遍性问题。本文仅对苯乙烯焦油热裂解过程中的若干问题加以讨论。     

Ru-Cu-Ni-CeO_2/HZSM-5催化剂裂解秸秆气化焦油性能研究

采用浸渍法制备Ru-Cu-Ni-CeO2/HZSM-5催化剂,对实验室规模的生物质气化焦油催化裂解的性能进行研究,并与HZSM-5以及Ru-Ni-CeO2/HZSM-5催化剂的性能进行对比.Ru-Cu-Ni-CeO2/HZSM-5催化剂具有高的活性和选择性,主要由于催化剂具有高表面积、适宜的孔分布以及高分散的活性组分.     

秸秆气化焦油在负载复合金属的HZSM-5分子筛上的催化裂解反应的研究

对生物质秸秆气化焦油的催化裂解进行了实验研究,用浸渍法在HZSM-5分子筛上负载复合金属制备催化剂,在不同的反应条件下进行实验,发现该催化剂能促进焦油转化为气体可燃成分,对降低焦油含量具有明显的效果.     

掺杂聚苯胺复合材料吸波性能的研究

用不同的化学合成方法分别制备了PANI-DBSA,PANI-HCl粉末,并将该粉末与石蜡共混复合,制备了聚苯胺复合材料,着重研究了这两种聚苯胺的用量对复合材料的电导率、微波吸收性能的影响。结果表明,PANI-DBSA复合材料的电导率突变较PANI-HCl复合材料早,在相同质量分数（小于70%）下,微波吸收能力均优于PANI-HCl复合物。     

甲苯热力学性质的研究

用小样品全自动低温绝热量热计测量了甲苯在78～350K温区的等压摩尔热容．建立了摩尔热容与热力学温度的函数关系．计算了热力学函数的变化量[H（r）-(298.15K)]和[S(r)-S(298.15K)]．根据Van’t Hoff方程得到了甲苯的纯度．     

助剂改性镍铈负载橄榄石焦油裂解催化剂的研究

以镍为活性组分,二氧化铈为助催化剂,橄榄石为载体研究了橄榄石负载镍催化剂的催化性能,实验还考察了不同助剂(Cu,Fe,Mg)的添加对催化剂活性的影响,结果表明,Cu,Fe,Mg都能提高Ce-Ni/Olivine催化剂焦油裂解活性和燃气质量,其中Cu效果最佳.     

生物滴滤塔净化甲苯废气的研究

在生物滴滤塔中对低质量浓度甲苯废气的脱除进行实验研究。采用经处理后的燃煤锅炉烧结的炉渣作为生物滴滤塔填料 ,选育有降解甲苯能力的微生物对填料进行挂膜。实验结果表明 ,入口甲苯的质量浓度低于 1 1 .7mg/L时 ,甲苯的净化率可保持在 97%以上 ,但超过 1 1 .7mg/L时 ,净化率迅速下降。微生物对甲苯的最大生化降解量可达 2 4 5.3mg/(L·h)。随停留时间的增大 ,甲苯的净化率和生化降解量增大 ;停留时间增加到 2 .6min时 ,生化降解量迅速下降。营养液的补充对系统净化率和长期高效运行起重要作用