• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
Co/Ni/ZSM-5催化改质热解煤气与煤焦油及其机理
  • Title

    Co/Ni/ZSM-5 catalytic reforming of pyrolysis gas and coal tar and its mechanism

  • 作者

    刘倩倩张裕王玉飞闫龙李健张亚婷

  • Author

    LIU Qianqian;ZHANG Yu;WANG Yufei;YAN Long;LI Jian;ZHANG Yating

  • 单位

    榆林学院化学与化工学院陕西省低变质煤洁净利用重点实验室西安科技大学化学与化工学院

  • Organization
    College of Chemistry and Chemical Engineering,Yulin University;Shaanxi Key Laboratory of Low Metamorphic Coal Clean Utilization;School of Chemistry and Chemical Engineering, Xi′an University of Science and Technology
  • 摘要

    以过量浸渍法制备的不同Ni、Co比例改性的ZSM-5分子筛为催化剂,通过XRD、SEM-EDS、BET、NH3-TPD对催化剂进行表征。研究不同配比的Ni/Co/ZSM-5催化剂、热解温度、催化剂添加量对神府煤热解煤气与煤焦油组分变化的影响。结果表明,经Ni3Co5Z催化剂催化后的热解煤气总体积分数较原煤提高11.69个百分点,其中H2体积分数和CH4体积分数分别提高了4.25个百分点、5.37个百分点;650 ℃为最佳热解温度,H2体积分数和CH4体积分数分别提高了6.77个百分点、0.50个百分点,而催化剂的加入量对煤气体积分数影响较小。当催化剂为Co3Ni5Z、催化剂添加量为0.3 g、热解温度为600 ℃时,煤焦油中芳香烃与酚类的面积分数较原煤分别提高了5.91个百分点、3.35个百分点。Ni/Co/ZSM-5催化剂的酸量与催化性能关系密切,一定程度的酸量能促进煤的热解,提高煤气的高价值气体组分产量,改善煤热解油品的品质。

  • Abstract

    ZSM-5 zeolite catalysts were modified with different proportion Ni and Co prepared by excessive impregnation method and characterized by XRD, SEM-EDS, BET and NH3-TPD. The effect of different proportions Ni/Co/ZSM-5 catalysts, the pyrolysis temperature and the catalyst dosages on the component of pyrolysis gas and coal tar of Shenfu coal were investigated. The results show that the total content of pyrolysis gas with Ni3Co5Z catalyst can be increased by 11.69 percentage points compared to raw coal, and the content of H2 and CH4 can be increased by 4.25 percentage points and 5.37 percentage points, respectively. The 650 ℃ is the best pyrolysis temperature, and the content of H2 and CH4 can be increased by 6.77 percentage points and 0.50 percentage points, respectively. However, the dosages of catalyst have little influence on the pyrolysis gas. Moreover, when the catalyst is Co3Ni5Z, the amount of catalyst added is 0.3 g, and the pyrolysis temperature is 600 ℃, the yields of aromatic hydrocarbons and phenols in coal tar are 5.91 percentage points and 3.35 percentage points higher than those in raw coal respectively. The acid amount of Ni/Co/ZSM-5 catalyst has close relation with the catalytic performance, a certain degree of acid amounts can promote the coal pyrolysis, increase the effective gas composition of the gas production and improve the quality of the coal pyrolysis oil.

  • 关键词

    Co/Ni/ZSM-5催化剂热解煤气煤焦油催化机理

  • KeyWords

    Co/Ni /ZSM-5 catalyst;pyrolysis;gas;coal tar;catalytic mechanism

  • 基金项目(Foundation)
    国家自然科学基金资助项目(21663034);陕西省科技统筹创新工程计划资助项目(2016KTZDGY08-04-01);陕西省重点科技创新团队资助项目(2020TD-031);陕西省科技厅重点研发计划资助项目(2021GY-165);陕西省教育厅产业化资助项目(20JC039);陕西省科技厅重点产业创新链资助项目(2021ZDLGY13-05);陕西省教育厅科研计划资助项目(21JP148)
  • 文章目录

    0 引言

    1 试验

       1.1 试验原料

       1.2 催化剂的制备

       1.3 试验流程及分析方法

    2 结果与讨论

       2.1 催化剂的性能表征

       2.2 催化剂对热解气体组分的影响

       2.3 催化剂对煤焦油组分分布的影响

    3 结论

  • 引用格式
    刘倩倩,张裕,王玉飞,等.Co/Ni/ZSM-5催化改质热解煤气与煤焦油及其机理[J].洁净煤技术,2023,29(5):28-38.
  • Citation
    LIU Qianqian,ZHANG Yu,WANG Yufei,et al. Co/Ni/ZSM-5 catalytic reforming of pyrolysis gas and coal tarand its mechanism[J].Clean Coal Technology,2023,29(5):28-38.
  • 图表
    不同Ni、Co比例改性的ZSM-5催化剂催化焦油各组分分布
    不同Ni、Co比例改性的ZSM-5催化剂催化焦油各组分分布
    不同添加量Ni3Co5Z催化剂催化焦油组成
    不同添加量Ni3Co5Z催化剂催化焦油组成
    不同温度下Ni3Co5Z催化剂催化的焦油组成
    不同温度下Ni3Co5Z催化剂催化的焦油组成
    热解反应装置示意
    热解反应装置示意
    Ni和Co改性前后ZSM-5催化剂的XRD谱图
    Ni和Co改性前后ZSM-5催化剂的XRD谱图
    ZSM-5以及Ni/Co/ZSM-5的SEM图
    ZSM-5以及Ni/Co/ZSM-5的SEM图
    ZSM-5和Ni/Co/ZSM-5的EDS谱图及其元素质量分数
    ZSM-5和Ni/Co/ZSM-5的EDS谱图及其元素质量分数
    ZSM-5和Ni/Co/ZSM-5的吸附脱附等温线和孔径分布
    ZSM-5和Ni/Co/ZSM-5的吸附脱附等温线和孔径分布
    ZSM-5和Ni/Co/ZSM-5的NH3-TPD谱图
    ZSM-5和Ni/Co/ZSM-5的NH3-TPD谱图
    不同Ni、Co比例改性的ZSM-5催化剂催化的热解气体组成变化
    不同Ni、Co比例改性的ZSM-5催化剂催化的热解气体组成变化
    不同温度下Ni3Co5Z催化剂催化的热解气体组成变化
    不同温度下Ni3Co5Z催化剂催化的热解气体组成变化
    不同添加量的Ni3Co5Z催化剂催化的热解气体组成变化
    不同添加量的Ni3Co5Z催化剂催化的热解气体组成变化
相关问题

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