1500.碳化硅負(fù)載鎳基催化劑高溫甲烷化性能研究

1、太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文I碳化硅負(fù)載鎳基碳化硅負(fù)載鎳基催化劑高溫甲催化劑高溫甲烷化性烷化性能研究研究摘要能源與環(huán)境是人類社會可持續(xù)發(fā)展所面臨的兩大挑戰(zhàn)，長期以煤為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致我國的環(huán)境問題日益突出。發(fā)展煤制天然氣可以實現(xiàn)煤炭的清潔高效利用，緩解國內(nèi)市場天然氣供需矛盾。煤制天然氣的核心是甲烷化反應(yīng)器的設(shè)計及高效催化劑的研發(fā)。CO加氫甲烷化反應(yīng)屬于強(qiáng)放熱過程，會導(dǎo)致催化劑的活性組份燒結(jié)和產(chǎn)生積碳，嚴(yán)重影響工業(yè)裝置的安全穩(wěn)定運(yùn)行

2、。SiC具有良好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)惰性，而且導(dǎo)熱性能很強(qiáng)，有助于反應(yīng)放熱的及時傳導(dǎo)，抑制催化劑床層“熱點(diǎn)”的形成。本論文采用微波輔助碳熱還原法制備SiC載體，負(fù)載金屬鎳后用于CO甲烷化反應(yīng)，與γAl2O3載體進(jìn)行了比較研究；此外，考察了添加Ce助劑對于改善NiSiC催化劑的抗積碳和抗燒結(jié)性能影響，主要研究結(jié)果總結(jié)如下：（1）采用納米二氧化硅和石墨作為原料，通過微波輔助碳熱還原法制備碳化硅粉體，優(yōu)化的制備條件為：SiC原子比1:1.2，微波

3、輸出功率2.5kW，加熱溫度為1100～1400C，恒溫時間30min；制得的碳化硅粉體的晶相為3CSiC，比表面積為8.8m2g1；（2）采用SiC和γAl2O3負(fù)載金屬鎳后進(jìn)行CO甲烷化反應(yīng)性能評價，結(jié)果顯示，10NiAl2O3的低溫反應(yīng)活性較高，CO轉(zhuǎn)化率在320C時達(dá)到95.6%，到400C時與10NiSiC接近；10NiSiC在500~600C高溫段表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢，CO轉(zhuǎn)化率和CH4選擇性分別為94.9%和82.3%，而10N