Cu基复合催化剂催化煤焦加氢气化制甲烷的研究

发布时间：2024-04-20 11:58

　　伴随我国能源产业结构的不断优化升级,天然气的供需矛盾日益凸显,煤制替代天然气技术得到广泛关注。煤催化加氢气化技术因其具有热效率高、工艺流程简单等优势成为近年来研究的热点。目前,煤催化加氢气化技术中催化剂的研究主要集中在过渡金属类化合物。其中,钴和镍的价格较昂贵,不适合工业化应用。此外,目前对催化剂的研究主要集中于加氢气化过程中的变化,并没有对加氢气化后的催化剂进行有效的回收。基于此,本论文在加压固定床反应器上研究了相对廉价的Cu基催化剂对煤焦加氢气化的影响,并从气化残渣中选择性回收铜。通过XRD、Raman、XPS、SEM、TEM和H₂-TPR等表征方法对催化剂和煤焦进行表征分析,得出以下主要结论:1、Cu-Ca催化剂催化煤焦加氢气化工艺研究在加压固定床反应器中进行了Cu-Ca催化剂催化煤焦加氢气化制甲烷的研究,探究了反应温度和催化剂负载量对甲烷收率和甲烷生成速率的影响。结果表明,负载5.0%Cu-1.0%Ca的煤焦在800℃、2 MPa H₂的条件下进行加氢气化反应,450 min内可以获得60.63%的甲烷收率。钙的引入不仅抑制了催化剂的...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1一种基于石墨晶格边缘碳加氢的机制Figure1-1Amechanismbasedonhydrogenationofgraphitelatticeedges从原子角度出发考虑煤加氢气化反应机理，Espinal等人[68]利用densityfunctional

Cu基复合催化剂催化煤焦加氢气化制甲烷的研究10-CH=CH-基团继续循环加氢。因此，碳加氢气化过程实际是-CH=CH-基团的消耗与生成的过程。图1-1一种基于石墨晶格边缘碳加氢的机制Figure1-1Amechanismbasedonhydrogenationofgraphit....

图1-2模型碳结构的边缘碳加氢气化过程

Cu基复合催化剂催化煤焦加氢气化制甲烷的研究11图1-2模型碳结构的边缘碳加氢气化过程Figure1-2Edgecarbonhydrogasificationprocessofmodelcarbon1.4.2H溢流机理氢气在过渡金属表面吸附解离生成活性氢原子，活性氢原子溢流到过渡....

图1-3负载型Ni催化剂与过渡金属负载煤焦混合体系间的H溢流示意图

Cu基复合催化剂催化煤焦加氢气化制甲烷的研究12图1-3负载型Ni催化剂与过渡金属负载煤焦混合体系间的H溢流示意图Figure1-3SchematicdiagramofhydrogenspilloverbetweenasupportedNicatalystandatransiti....

图1-4负载型加氢催化剂与Fe负载半焦混合体系H溢流示意图

Cu基复合催化剂催化煤焦加氢气化制甲烷的研究12图1-3负载型Ni催化剂与过渡金属负载煤焦混合体系间的H溢流示意图Figure1-3SchematicdiagramofhydrogenspilloverbetweenasupportedNicatalystandatransiti....

本文编号：3959375