【摘 要】
：
氢气作为一种清洁能源,具有低碳、高效、无污染的特点,广泛用于交通、化工、日常家用等领域。目前氢气主要通过煤、天然气以及石油等化石能源的高温重整制得,此过程不仅排放大量温室气体造成环境污染,而且加剧了化石能源的消耗。生物质作为可再生能源,具有资源丰富、环境友好等特点,可作为生产氢气的主要原料。生物油水蒸气重整制氢是指生物质在缺氧条件下通过中温快速热解得到生物油,然后经水蒸气催化重整制取氢气,具有制氢
论文部分内容阅读
氢气作为一种清洁能源,具有低碳、高效、无污染的特点,广泛用于交通、化工、日常家用等领域。目前氢气主要通过煤、天然气以及石油等化石能源的高温重整制得,此过程不仅排放大量温室气体造成环境污染,而且加剧了化石能源的消耗。生物质作为可再生能源,具有资源丰富、环境友好等特点,可作为生产氢气的主要原料。生物油水蒸气重整制氢是指生物质在缺氧条件下通过中温快速热解得到生物油,然后经水蒸气催化重整制取氢气,具有制氢效率高,大规模制氢的前景。针对生物油水蒸气重整反应镍基催化剂易结焦失活以及气体产物中二氧化碳含量较高等问题,本文在镍基催化体系中分别通过物理添加、原位负载以及制备双功能载体的方式引入CaO,并将Fe作为助剂构建Ni-Fe-Ca催化体系,探究Ni、Fe、Ca三者之间协同作用对于生物油模化物水蒸气重整及原位重整制氢性能的影响规律。研究内容及结论主要包括以下四个方面:基于吉布斯自由能最小化原理,考察了反应温度、水碳比、压力、添加CaO等因素对乙酸水蒸气重整体系产物平衡组成的影响。得出了在反应温度500-800oC,水碳比5-10,常压,CaO/C（CH3COOH）＞0的条件下氢气收率能够达到80%以上,添加CaO可使氢气收率与含量提升至98%以上,二氧化碳收率下降到1%左右,表明添加CaO对于重整反应提纯制备富氢气体具有重要的意义。基于Al2O3价格低廉、热稳定性好、比表面积大,CaO作为吸收剂能够实现原位吸收CO2提高H2纯度与收率的优点,采用等体积浸渍法制备了Ni/Al2O3+CaO催化体系,考察了物理添加CaO对于Ni/Al2O3体系用于生物油模化物乙酸水蒸气重整及生物油原位催化重整制氢反应影响。实验结果表明,Ni/Al2O3作用于乙酸水蒸气重整制氢反应下短时氢气收率可达90%,但稳定性不佳。添加CaO有助于提高氢气的相对含量,60 min可实现完全产氢,但氢气收率稍有下降。对于生物油原位重整制氢反应,添加CaO后H2收率由183 m L/g-生物质提升至205 m L/g-生物质,CO2含量下降了30%,油相组分种类减少,尚未检测到三环芳烃类化合物。表明添加CaO对于Ni/Al2O3体系提升氢气收率与生物油大分子物质解聚方面具有较好效果。为了提高Ni基催化剂耐积炭的能力,添加活性助剂Fe,以通过Ni、Fe之间复杂的相互作用,提高氢气的收率与水汽变换反应活性。以CaO作为载体制备Ni-Fe/CaO体系,并将其用于生物油及其模化物乙酸水蒸气重整制氢反应。在反应温度为800℃、S/C=5、LHSV=1.54 h-1条件下,Ni/CaO催化剂作用下乙酸水蒸气重整制氢反应效果最佳,氢气与二氧化碳的相对含量可达69.5%与27%,氢气收率可达89.5%,600 min稳定于75%。Ni/CaO催化剂中添加助剂Fe对于CO具有良好的转化作用。Ni/CaO催化剂对于生物油裂解活性较好,氢气收率可达160m L/g-生物质,CO2吸收能力提升至空白组的两倍。CaxFeyO载氧体对水汽变换反应具有促进作用,且Ni-Fe-Ca在高温下协同作用显著,对于催化剂消炭与提升氢气收率具有明显促进作用。为进一步提高氢气收率以及Ni、Fe、Ca金属之间协同作用,采用分步浸渍法设计并制备了Ni/CaxFeyO催化剂（x/y=2:1、1:1、1:2）,并用于生物油模化物乙酸水蒸气制氢反应。Ni/CaFe2O4催化剂（x/y=1:2）在三种催化剂中表现出最好的活性和稳定性,且积炭最少。在S/C=5,LHSV=3.4 h-1,600 oC条件下,H2收率高达92.1%且稳定性良好。此外,采用不同方法制备得到的Ni/CaFe2O4催化剂均能有效提高生物油原位重整制氢收率,但二者制氢效果差异不大。
其他文献
生物质资源在中国分布广泛,储量丰富,具有可再生、绿色清洁等特性,可转化为清洁的气体、液体和固体燃料和化学品,有效降低化石燃料的使用,减少碳排放。生物质的规模化利用对于我国实现碳达峰、碳中和战略目标具有十分重要的现实意义。但是生物质原料自身存在含水量大,含氧量高,结构复杂难粉碎,能量密度低,热值低等问题,导致在热解气化应用中转化效率低、产物定向性差、焦油含量高,限制了生物质热解气化技术的规模化应用和
金刚石线切割具有高效、稳定、加工尺寸及品种多样等特点,是脆硬性材料加工的主要方法。工业生产中脆硬性材料的尺寸、材料类型多变,需要配合不同跨距的切割机进行切削,其工艺参数主要凭借人工经验及试切试验确定,效率较低,成本较高。本文采用理论推导结合有限元参数化计算的方法,并经过实验验证,建立金刚石线切割的非对称圆弧线弓理论模型,分析切割机工艺参数与线弓参数的理论关系,为工艺参数的确定提供理论指导,同时设计
随着我国制造业的不断发展,各式各样的制造方式纷至沓来。增材制造作为智能制造的一个分支,也逐渐在制造领域占有一席之地。可是随着增材制造被广泛应用,侵权问题也愈加严重。无论是艺术品领域,还是工业制品领域,企业经常因为造假而引起巨大损失。3D打印的未经授权的汽车、飞机和军用设备的终端零部件,经常会出现在供应链中;或者是原始设计模型图纸被入侵,用户将面临着STL（STereo Lithography）模型
目的 为研究专利在科技创新中的作用。方法 文章以江苏扬州地区1985—2021年的专利数据为例，首先，通过计量分析，不同时期不同地区专利申请的变化趋势；其次，根据复杂网络理论，构造不同时期的地区技术领域交叉网络来分析专利技术网络的演化过程。结果 从不同时期的网络图，直观地看到了扬州地区发明专利申请所侧重的技术领域的发展演化，从一定程度上反映了科技创新的发展变化过程。结论计量分析结果显示，扬州高邮市
【目的】肠道微生物可能在介导昆虫宿主对苏云金芽孢杆菌Bacillus thuringiensis（Bt）抗性方面具有重要作用。本研究拟通过探究肠道细菌影响Bt对小菜蛾Plutella xylostella杀虫活性的效应，分析肠道细菌在宿主保护方面的作用机制。【方法】检测小菜蛾3龄幼虫分别取食无菌人工饲料与含肠道总菌群、肠杆菌Enterobacter sp. IAE5 （EbPXG5）、Bt菌株Bt
目的 ：评估Delta Medical公司的聚醚醚酮（PEEK）界面螺钉和带袢钢板（EndoButton）与Smith＆Nephew公司的PEEK界面螺钉和带袢钢板在关节镜下前交叉韧带重建患者中的临床疗效。方法 ：选取2017年11月―2019年7月在湖南省人民医院（湖南师范大学附属第一医院）接受关节镜下前交叉韧带（ACL）重建术的16例ACL损伤患者，随机分为两组（观察组和对照组），每组8例。观
我国的能源结构以煤炭为主,石油资源较为紧缺。在此情况下,较大的煤炭消耗量导致环境污染和经济发展之间的矛盾愈发明显。在“双碳”背景下,研究和开发煤炭的清洁利用技术具有重要意义。煤炭间接液化（费托合成）技术是煤炭资源清洁高效利用的重要途径之一,其产物具有无硫、无氮等优点。然而,产物中含有的直链烷烃经济价值较低,将其转化为更高价值的化学品可以进一步提升产品附加值和产业竞争力。其中,C6C8直链烷烃经催化
随着市场经济的发展，建筑行业的发展迅速，工作流程不断规范，招投标已经成为建筑工程设计中非常重要的一个环节，有助于保障公共利益，规范建筑市场，以此来推动建筑工程设计行业的健康发展。但是结合工程实践我们可以发现，虽然在建筑工程设计过程中，招投标发挥着重要的作用，但是在实际操作中却存在一些问题，最为突出的就是违规操作，或者流程不规范，影响到了招投标环节的实际效果，这也给招投标管理提出了更高的要求。基于此
位错运动是金属塑性变形的基本形式,是形成不同塑性变形结构的本质原因。位错滑移系的开动受到晶粒的晶体学取向的影响,变形结构也因此表现出取向相关性。因此,研究变形结构的取向相关性,对正确理解塑性变形结构的形成和演化具有重要意义。学者们已经研究并揭示了具有面心立方晶体结构的金属变形结构取向相关性的内在规律。然而,对另外一类具有体心立方晶体结构的金属却研究相对较少。这种晶体滑移系多,变形独特,因此有必要系