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煤热解挥发分中含有的重质焦油和所携带的煤灰容易形成焦油渣,严重影响后续输送及能源的清洁利用。目前催化裂解法是解决这一问题的有效途径之一。焦油裂解催化剂分为人工合成催化剂和天然矿石催化剂两类,本文分别选择这两类催化剂中的Ni-Al2O3和白云石催化剂作为研究对象,通过添加不同助剂分别制备厂四种Ni-Al2O3催化剂和一种改性白云石催化剂,以焦油模型化合物作为研究对象,在微型固定床反应器中进行焦油裂解实验,研究了操作条件对催化剂催化活性的影响,确定了每种催化剂的优选操作条件,比较了不同催化剂的活性、稳定性和再生性,并对优选的2%NiO/1%CeO2/2%ZrO2-Al2O3催化剂和10%NiO/1%La2O3-白云石催化剂进行含尘焦油裂解实验,研究了粉尘中的主要氧化物对催化剂催化活性的影响。添加K2O、MgO、CeO2和 ZrO2 四种助剂所制备的 2%NiO/1%CeO2-Al2O3、2%NiO/1%CeO2/2%ZrO2-Al2O3、1%NiO/0.1%MgO-Al2O3和3%NiO/5%K2O-Al2O3催化剂的优选操作条件分别为:反应温度800℃,空速11000h-1,水料比3:1;反应温度800℃ ,空速16000h-1,水料比5:1;反应温度800℃,空速16000h-1,水料比4:1和反应温度800℃,空速12000h-1,水料比4:1。通过对四种Ni-Al2O3催化剂活性和稳定性的比较可知,同时添加CeO2和ZrO2的2%NiO/1%CeO2/2%ZrO2-Al2O3催化活性较高,稳定性最好。NH3-TPD结果显示K2O、MgO属于碱性物质,可以降低Ni-Al2O3催化剂表面酸性,有利于减少催化剂表面积炭;XRD显示同时添加CeO2和ZrO2会形成(Zr0.85Ce0.15)O2固溶体,可以提高催化剂的稳定性。10%NiO/1%La2O3-白云石催化剂的最佳操作条件为反应温度800℃,空速300h-1,水料比5:1,再生温度700℃,再生时间1h。XRD表征结果显示,改性白云石催化剂中形成了 MgO-NiO固溶体和La(NiO3)晶相。在10%NiO/1%La2O3-白云石催化剂的催化作用下,H2和CO的产率较高,而在2%NiO/1%CeO2/2%ZrO2-Al2O3催化剂的催化作用下,CH4、C2+及大分子烃类气体的产率较高。1 0%NiO/1 %La2O3-白云石催化剂的稳定性和再生性比2%NiO/1%CeO2/2%ZrO2-Al2O3催化剂较差。XRD测试结果表明,10%NiO/1%La2O3-白云石催化剂中形成了 NiO-MgO晶相和La(NiO3)固溶体2%NiO/1%CeO2/2%ZrO2-Al2O3催化剂中形成了(Zr0.85Ce0.15)O2 固溶体结构。XPS测试结果表明,Ni元素的电子结合能在两种催化剂表面发生不同的偏移。MgO和CaO的引入对2%NiO/1%CeO2/2%ZrO2-Al2O3催化剂有一定的抗积炭的作用。CaO的引入可以提高两催化剂的活性;但由于两催化剂的成分不同,MgO对两种催化剂活性的影响差别较大;Fe2O3的引入会使两催化剂的催化活性有少许下降但影响不大,主要是由于Fe也具有催化作用;SiO2和Al2O3的引入都会降低两种催化剂的活性。