1、MethanationofgasproductfromsolidwastepyrolysisonNiFecatalVstsunderWaSteDVrolVSlS0n州l一量。eCatalVStSUnderatmosphericpressureADissertationSubmittedtoSoutheastUniVersityFormeAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYChengChongboSu

2、pervisedbVSUDervlSeQbVAProfShenDel(uiAndAProfJiangXiaoxiangMOEKeyLaborato叫ofEne唱yThemalConVersionandContr01SchoolofEne唱yandEnVironmentSoutheastUniVersityJune2015JUneZUl)摘要摘要固體廢棄物熱解氣化是固體廢棄物高值化利用的轉(zhuǎn)化方法。將固體廢棄物熱解氣進行甲烷化反應制備合成天

3、然氣不僅可以減緩對目前天然氣的需求，并且可以提高熱解氣利用率。固體廢棄物熱解的不可凝氣體產(chǎn)物一般是在常壓下輸出的，若將輸出的氣體直接在常壓下繼續(xù)進行甲烷化反應制備合成天然氣，便不用再對系統(tǒng)或是合成氣加壓，這樣可以節(jié)約運營成本，節(jié)省能源。因此，目前需要對常壓下甲烷化的工藝條件及甲烷化催化劑需要進行更進一步的研究，以期開發(fā)經(jīng)濟高效的常壓甲烷化催化劑可以直接與之耦合。本文首先采用1，一A1203為載體，用等體積浸漬法，制備了一系列Ni—Fe／

4、燦203甲烷化催化劑。實驗結(jié)果表明，常壓下，反應空速在30000mL／(gh)450000mL／(gh)范圍內(nèi)，反應溫度在230℃～330℃范圍內(nèi)進行甲烷化反應最佳。Fe的引入，使得NiFe一A1203雙金屬催化劑表現(xiàn)出高的甲烷化活性，CO的轉(zhuǎn)化率接近100％，CH4的選擇性可達90％以上。在Ni和Fe的負載量均在15％的情況下，催化劑催化效果達到最佳。BET、XRD及H2TPR分析表明，NiFe一礎203雙金屬催化劑中Ni、Fe之間產(chǎn)

5、生了明顯的相互作用，鐵助劑的添加可減少了鎳鋁尖晶石N認1204的生成，也就增加了游離態(tài)的NiO，使催化劑的還原溫度降低，NiO的分散度有所提高，提高了催化劑活性。接著進行了15Ni15Fe～A1203催化劑的壽命測試，發(fā)現(xiàn)在15Ni一15Fe～A1203催化劑的壽命1215h左右。隨后采用沉淀、共沉淀、溶膠凝膠法三種不同的制備方法制備Ti02舢203為復合載體，制備了一系列15Ni15Fe／Ti02A1203甲烷化催化劑，為了研究Ti0

6、2的添加與制備方法對催化劑甲烷化活性與壽命的影響。實驗結(jié)果表明，添加Ti02之后可以使15Ni15Fe～A1203催化劑具有更寬的甲烷化適宜溫度范圍。溶膠凝膠法制備的15Ni15Fe／Ti02一A1203催化劑的甲烷化活性最高。Ti02的添加增加了15Ni15Fe一A1203催化劑的抗積碳的能力。BET、XRD、TEM及H2TPR分析表明，載體中加入部分Ti02可削弱丫一A1203與Ni0的相互作用，也就是減少了鎳鋁尖晶石N認1204的

7、生成，可使NiO晶粒細化，增加NiO晶粒在載體丫觸203表面上的分散。溶膠凝膠法制備的15Ni15Fe／Ti02A1203催化劑的活性組分NiO的分散程度最高，達到納米級，催化活性最好，并且穩(wěn)定性好，有最強的抗積碳能力。接著進行了三種15Ni一15Fe／Ti02A1203催化劑的壽命測試，溶膠凝膠法制備的15Ni15Fe／Ti02一A1203催化劑的壽命最長。最后本文采用Powell(PO)優(yōu)化方法，建立了催化劑甲烷化宏觀動力學模型，利