国外生物质催化气化催化剂的研究进展

生的合成气体 主要有 ： Ｏ 、 Ｏ Ｈ 、 Ｈ 、 ｃ Ｈ 、 Ｃ Ｃ 、 Ｃ Ｎ 、 ２ ：
ｃＨ 、 ： ６ ， ｃ Ｈ 等 这些气体除了直接燃烧用 于发电、 供 热、 供暖外 ， 还可 以合成 甲醇、 乙醇、 烃类 、 氨等化工 表面积和碱金属 （ 、 ａ 含量。这类催化剂 的缺点 ＫＮ）
剂两大类 ， 本文结合相关文献 ， 国外催化剂 的研究 对 进展进行了综述。
２ 天 然 矿 石 类 催 化 剂 天然矿石类催化剂主要有煅烧岩石 、 橄榄石 、 黏 土矿和铁矿石等 ， 这类催化剂来源广泛、 价格便宜 ，
实验分别考察了催化剂的制备条件（ 镍基前体类型、 煅烧温度、 镍含量） 和催化反应条件（ 反应温度 、／ ＳＣ 比、 空速） 对催化剂催化活性的影响 ， 并通过 ｘ一 射 线衍 射 （ Ｒ 、 射 电镜 （ Ｅ 、 Ｘ Ｄ） 透 Ｔ Ｍ） 程序 升 温 氧化 （Ｐ ） Ｔ Ｏ 以及程序升温还原（ Ｐ ） Ｔ Ｒ 对催化剂催化反应
收稿 日期 ： １ — ４— ２ 修返 日期 ：０ １ ０ １ ２ １ ０ １； ０ ２ １ — ４— ３
作者简介 ： 邹金鑫 （９３一 ， ， １８ ）男 湖南永州道县人 ， ， 硕士 助理工程师 ， 主要从 事科研工作。宁斌 （９４一 ， ， １８ ）男 贵州遵义人Βιβλιοθήκη Baidu， 理工程师 ， 助
２１ ０ １年 ８月
贵 州 化
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第３ ６卷 第 ４期
Ｇ ｉ ｏＣ ｅ ｃｌ ｄｓ ｕｚ ｕ ｈ ｍｉ Ｉ ｕ ｈ ａｎ
国外生物质催化气 化催化剂 的研究进展
邹 金鑫 ， 宁 斌
（ 贵州省 化工研究院 ， 贵州 贵 阳 ５００ ） ５０２ 摘 要 ： 物质气化技术 已在 国内外得到 了广泛 的开发和运用 ， 由于合成气 中焦油 含量较高 ， 响了合成气 生 但 影
的品质 ， 了生物质气化技术的应用 。在生物质气化 过程 中应用催 化剂 可 以有 效的 降低 焦油 的含量 ， 整合成 限制 调 气组成 。对 国外生 物质催化 气化 催化剂的研究进展进行 了综述 ， 出了我 国生 物质催化气化技术的研究方 向。 并提
关键词 ： 生物质 ； 化 ； 气 催化剂
产 自安徽 的白云石外 ， 其它产地 的白云石均具有很
高的催化活性 。 ２ ２ 橄 榄石 ． 橄榄石主要 由硅酸盐 矿物质组成 ， 化学式可表 示成 ： Ｍ 、ｅ ２ｉ４其 中包含 ４ ％ 一 ０ （ ｇ ｒ ）Ｓ ， Ｏ ８ ５ ％的 Ｍ ｏ， ｇ ３ ％ 一４ ％ 的 ＳＯ ，％ ～１％ 的 Ｆ２ ３ 橄榄 石 的 ９ ２ ｉ２８ ０ ｅＯ 。 催化活性 主要与所含 的 Ｍ ｏ和 Ｆ： ， ｇ ｅＯ 量有关 。跟
—
为常压， 气体停 留时间为 ０ ３ 。苯 酚和萘使 用 Ｃ ．ｓ Ｏ 和水蒸汽作气化剂。实验结果表明 ， 在价格低廉 的
催化剂 中， 木炭对萘具有最高的催化裂解效率 。
中图分类 号 ：Ｋ Ｔ６ 文献标识 码 ： Ａ 文章 编号 ：０ ８— ４ Ｉ ２ ｉ ）４— Ｏ ９— ３ １０ ９ １ （ ｏ Ｉ ｏ ０ ０ ０
１ 前 沿
生物质气化技术是十分有前景的生物质热化学 转换技术 ， 其热效率可高达 ７ ％… 。生物质气化产 ０
制备方法简单ｌ ｏ ２ １ 煅 烧 岩石 ． 煅烧岩石包括煅烧方解石 、 菱镁矿和白云石 ， 这 类催化剂含有碱土金属氧化物（ ａ Ｃ Ｏ和 Ｍ ０ ， ｇ ）具有 较高的催化活性 ， 催化活性 高的原 因可 能是岩石 经 煅烧析出 Ｃ ， Ｏ 后 形成 的催化剂具有较大的孔径、 比 主要是 ： 熔点低 ， 不能耐受高温 ； 以转化分子量较 难 大的焦油 ； 机械强度不高 ， 容易被磨损而失活【 。 ３ 】 Ｑ 一 ． ｕ６ ． Ｚ Ｙ －等在一个小型的流化床反应器 内 对 比研究 了产 自中国镇江、 南京 、 山西、 安徽 以及瑞 典的白云石对焦油的催化裂解性 能， 实验显示 ， 除了
量的 ５ 一ｌ％ ， 多焦油的产生会 降低整体 气化 ％ ５ 过 效率 ， 影响合成气 的组成 ， 限制 了生物质气化技术 的 应用 ， 因此降低焦油在合成气中的含量十分必要。
目 ， 前 降低合成气 中焦油含量的最经济、 有效 的 方法是催化裂解法 ， 即通过在气化过程 中加入催化
剂， 以降低气化反应 的活化能 ， 减少气化介质（ 如水 蒸汽等） 的投入 ， 降低焦油 的产生量 ， 调整合成气 的 组成 ， 并最终提高生物质 的利用效率。生物质催化
煅烧岩石类催 化剂相 比， 橄榄石 耐磨损 ， 机械强 度 高， 适合应用于流化体系， 但催化活性较低 。 』
Ｄ Ｓ ｉｃｙｓ 等 以甲苯作为原料 ， ．ｗｅ ｚ ｋ ｒ ｆｉ ｉ 在一个 固 定床反应器内考察了镍／ 橄榄石催化剂的催化性能。
气化催化剂可分为天然矿石类催化剂 和合成类催化
主要从事科研工作 。
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第３ ６卷 第 ４期
前及催化反应后的形态进行分析 ， 发现镍／ 橄榄石催 化剂具有很 高 的催 化活性、 稳定性 及抗 积碳性 能。 经分析发现 ， 在催化反应前 ， 催化剂 表面形成 了 ＮＯ ｉ Ｍｇ Ｏ键 ； 催 化 反 应 后 ， 化 剂 表 面 形 成 了 Ｎ — 在 催 ｉ
原料 ， 用途十分广泛。生物质气化可分 为固体燃料
干燥、 热分解反应、 还原反应和氧化反应 四个过程。 在生物质气化过程中， 会产生大量的焦油（ 焦油是分 子量大于苯的一系列碳 氢化合物 的总称 ， Ｊ其化学 成分复杂， 常温下冷凝成液态 ， 会堵塞 、 腐蚀管道 、 发 动机和搅拌浆等设备 ）焦油的能量 占气化产物总能 ，