NiOY-AI203的制備及對煤微波熱解的影響.pdf

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1、第37卷第3期煤炭轉(zhuǎn)化Vo1．37NO．32014年7月C0ALC0NVERS10NJu1．2014NiO／Y-AI203的制備及對煤微波熱解的影響徐克D江元汝李兆。趙西成摘要以浸漬一焙燒法制備NiO／AlO。型催化劑．采用該催化劑微波熱解低變質(zhì)煤，探討了熱解產(chǎn)生的氣體組成、液態(tài)油品成分特點及固態(tài)殘渣的形貌與負載催化劑制備條件的相互關(guān)系，考察了負載NiO的工藝條件如浸漬方式、焙燒時間和焙燒溫度等因素對催化活性的影響．結(jié)果表明，NiO／一AlO。催化劑在煤微波熱解過程中有明顯催化作用，對煤熱解制可燃氣體及焦油產(chǎn)率有明顯提高，其中以超聲浸漬、450℃焙燒4h制備的產(chǎn)品催化活性更優(yōu)．關(guān)鍵

2、詞微波熱解，NiO／一AlO。，催化，制氫中圖分類號TQ426．6，TQ53o．2時為研究煤微波熱解可回收負載型催化劑提供了一0引言定的參考．我國是一個富煤、缺油、少天然氣的國家，煤炭1實驗部分在一次能源中約占75，其中低變質(zhì)煤占6O以上，低變質(zhì)煤熱解制氫及煤焦油是一條可行的利用1．1試劑和儀器途徑．L1]目前常用的內(nèi)熱式低溫干餾煤熱解工藝的不足是7O左右的粒度小于20mm的粉煤不能有試劑：NaOH(分析純)，HC1(分析純)，效利用，造成資源浪費．微波閃速熱解是低變質(zhì)煤轉(zhuǎn)Ni(NO3)·6HzO(分析純)．氧化鋁(上海國藥集團)．化的一種新工藝，能夠短時間內(nèi)達到煤低溫熱解溫儀器：

3、MKX—J2B型微波熱解反應(yīng)器(青島邁可度，具有煤熱解速度快、穿透性強、加熱效率高、易于威應(yīng)用設(shè)備有限公司)，Gasboard一3100P便攜式六控制和安全衛(wèi)生元污染等特點[2]，與傳統(tǒng)工藝相比，組分煤氣分析儀，超聲波清洗器(上海比朗儀器有限能明顯提高焦油收率及煤氣中氫氣、一氧化碳和甲公司)，GCMS-QP2010Plus型氣相色譜一質(zhì)譜聯(lián)烷含量，具有廣闊的應(yīng)用發(fā)展?jié)摿Γ甗3對于煤微波熱用儀．解研究已有一些報道，但是催化劑對微波場中煤的1．2催化劑的制備熱解過程的影響研究并不多見．氧化鎳為P型半導體催化劑，具有氧化、脫氫、加氫及氨氧化等多種催7一A1。O。的活化：一AlO。用HC1

4、溶液和化反應(yīng)類型，在煤熱解制可燃氣及加氫脫硫過程中NaOH溶液浸漬活化，用去離子水清洗，120℃干燥具有明顯的催化活性．[4-6]丫一A1O。又稱活性氧化2h，350℃煅燒3h．鋁，具有多孔性、高分散度、高比表面積、良好的熱穩(wěn)NiO／"／一A1。O。催化劑的制備：取一定量活化后定性及吸附性等特點，是十分理想的催化劑載體．本的7一AlO。，按負載量5配制Ni(NO。)?！?HO研究以氧化鎳為活性組分，以球形7一A1。O。為載體，溶液，將一AlO。小球浸漬其中，放入超聲清洗器采取浸漬法在不同實驗條件下制備NiO／7一AlO。中，30℃條件下進行超聲促進浸漬，超聲輻照頻率負載型催化劑[7

5、]，對催化劑在煤熱解反應(yīng)過程中的為40kHz，功率為200W，輻照時間為4h，過濾，催化活性進行分析，對制得可燃氣體產(chǎn)率及焦油組120℃干燥12h后400℃下焙燒4h，制得NiO／7一分變化進行分析，確立了催化劑的適宜制備工藝，同AlO。催化劑．*國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863)項目(2011AA05A202)、國家自然科學基金資助項目(21205092)和陜西省教育廳項目(2O13JKO873)．1)碩士生；2)教授(通訊作者)，西安建筑科技大學理學院；3)博士生，西安建筑科技大學材料與礦資學院；4)教授、博士生導師，西安建筑科技大學冶金學院，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。的制備及對煤微波熱解的影響波場中不僅可促使煤熱解同時催化加氫作用明顯，1．3煤的微波催化裂解使裂解產(chǎn)物中焦油輕質(zhì)組分提高．因為在微波條件選用神華煤樣，準確稱取兩份煤樣各50g加入下煤的熱解過程主要受熱解速率的影響，微波熱解石英反應(yīng)管中，將反應(yīng)管置于微波熱解反應(yīng)器中(見時，催化劑的加入使達到反應(yīng)溫度所需時間變短，熱圖1)，控制微波功率與時間，對低變質(zhì)煤進行微波解過程進行得越劇烈，煤在高溫區(qū)停留的時間就越熱解實驗，考查催化劑對低變質(zhì)煤微波熱解的影響，長，焦油熱解發(fā)生二次反應(yīng)的幾率越大，使得很多大設(shè)定微波功率80

7、0W，冷凝溫度0℃和熱解時間分子物質(zhì)發(fā)生二次裂解生成分子質(zhì)量較小的物質(zhì)，40rain；裂解實驗結(jié)束后，分別對熱解的液體、氣體從而實現(xiàn)了焦油產(chǎn)品的輕質(zhì)化，提高了焦油的經(jīng)濟及殘渣進行分析并計算產(chǎn)品收率．價值．此外，烯烴類化合物降低，使得焦油中碘值降低，提高了油品的安定性，對油品穩(wěn)定性有很大的改善．圖l微波熱解實驗裝置Fig．1Microwavepyrolysisexperimentdevice8I／茸目0菪H為'【、∞guI1-Microwaveoven；2-Quartz