三氧化鉬催化劑的制備及其在煤催化熱解中的應(yīng)用.pdf

1、本文采用兩段固定床反應(yīng)裝置，考察溫度對煤熱解的影響。當(dāng)以增加焦油的收率為目標(biāo)時(shí)，最適宜的熱解溫度是600℃。GC490在線分析表明，煤熱解氣體的主要成分是一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氫氣，以及少量C2和C3氣體，其中一氧化碳和二氧化碳含量較高。
　　本實(shí)驗(yàn)將γ-Al2O3小球做為催化劑載體，采用等體積浸漬法制備了不同負(fù)載量的三氧化鉬催化劑;并在二段固定床反應(yīng)裝置上考察催化劑對煤催化熱解的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:催化劑可以提高煤熱解焦油的

2、收率，當(dāng)鉬的負(fù)載量為12wt％時(shí)，熱解焦油的收率最高，達(dá)到32.6％。而且脫硫效果最明顯，使焦油中硫含量與煤中硫含量的比值降低8.81％。煤焦油的紅外分析結(jié)果表明:焦油主要成分是酚、醇、羧酸、醛酮、脂肪族和芳香族等化合物;峰的強(qiáng)度隨著活性組分的增加而增加，說明三氧化鉬催化劑有助于大分子化合物裂解為小分子化合物，從而提高焦油中小分子化合物的含量。熱解焦油的元素分析表明:隨著活性組分負(fù)載量的增加，煤焦油的O/C摩爾比和H/C摩爾比都呈現(xiàn)增加

3、的趨勢，說明催化劑可以重新分配O在氣、液體產(chǎn)物中的含量，而且還具有加氫的作用，使煤焦油得到輕質(zhì)化。
　　本研究通過比表面積儀、X-射線衍射儀、X-射線光電子能譜、掃描電子顯微鏡和能量色散X-射線光譜儀對反應(yīng)前、反應(yīng)后的催化劑進(jìn)行表征。結(jié)果表明:三氧化鉬催化劑的比表面積(SBET)和孔容(Vp)分別在250m2/g和0.45cm3/g左右;催化劑中鉬的價(jià)態(tài)為+6，三氧化鉬以無定形的狀態(tài)負(fù)載在載體表面上，沒有形成特殊的晶型結(jié)構(gòu)，而且活

4、性組分三氧化鉬的顆粒比載體更微小，可以為催化熱解反應(yīng)提供更多的反應(yīng)活性點(diǎn)。EDX和XRD結(jié)果表明:在參加煤催化熱解反應(yīng)后，在載體和三氧化鉬催化劑上都存在硫，而且在X-射線衍射圖中，存在明顯的二硫化鉬的衍射峰;當(dāng)活性組分的負(fù)載量為12wt％時(shí)，硫的含量達(dá)到最高，達(dá)到2.46％。XPS結(jié)果進(jìn)一步確定部分鉬的存在形式是二硫化鉬。結(jié)果表明，三氧化鉬催化劑具有固硫的作用。
　　對熱解焦油和催化熱解焦油的各個(gè)組分進(jìn)行對比分析，結(jié)果表明，催化熱