两段式生物质的金属/炭催化裂解研究开题报告

1. 研究目的与意义

人类经济的发展很大程度上依赖于利用地球上聚集的化石能源，而化石能源的极具减少、短缺以及由于大量使用化石能源造成的巨大环境压力对人类的可持续发展带来了重大问题。因此，大力发展可再生的、环境有好的新能源包括生物质能成为了当今世界范围内科技发展的热点之一。

我国生物质能非常丰富，生物质能在一次能源消耗中占有重要地位，但在我国大部分地区，生物质能的利用基本沿用传统的、简陋的燃烧方式，利用率很低污染大，已经不适合现代社会的发展趋势。纵观世界能源技术的发展方向，结合我国生物质能利用现状，加强研究和开发生物质能利用势在必行。

近年来，生物质热解、气化制取燃料气在世界范围内受到高度的关注，国内外都有相关的研究课题与开发项目。常见的固定床气化炉存在众所周知的焦油产率高、有效气体产率低等问题。焦油的生成，提高气体产率成为生物质转化技术的焦点。

2. 国内外研究现状分析

以破缕石为载体的用沉淀法制备了Ni-Fe/坡缕石催化剂，考察了不同煅烧温度、反应温度、水碳摩尔比条件下该催化剂对杏核热解焦油水蒸气重整制富氢气体的性能，采用了扫描电镜、比表面积分析以及X射线衍射仪，对Ni-Fe/坡缕石催化剂进行了结构表征，并与其他3种生物质催化剂（石英砂，白云石，商业镍基催化剂Z409）进行了对比。结果表明，Ni-Fe/坡缕石催化剂具有良好的低温活性和抗积碳能力，宰500℃、质量空速为0.62h-1和水碳摩尔比为4.3的条件下，碳转化率达到了92.1％，在连续5h的试验中未发现失活现象，而相同条件下Z409催化剂的活性寿命仅为90min。

钾离子对生物油中的一些大分子量组成发生重聚反应生成焦炭和小分子气体产物具有强烈的催化作用，从而降低了热解生物油产量而得到更多的焦炭和气体产物。相比钾离子而言，钙离子对焦炭生成的促进作用更为强烈；镁离子对白松热解的影响远没有钾离子和钙离子明显。

3. 研究的基本内容与计划

内容：

（1）研究不同金属复合的金属/炭催化剂对生物质裂解的的影响；

（2）研究不同金属配比的金属/炭催化剂对生物质裂解的影响；

4. 研究创新点

特色：增加催化剂的使用次数，节约成本，增加有效气体产率。