超临界水中Ni/ZrO2催化气化聚乙烯醇水溶液制取富氢气体的研究

摘要

在连续流反应器中，以浸渍法制备的Ni/ZrO2 为催化剂，在温度400-500℃，压力24MPa 条件下，以聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol，PVA）水溶液作为研究对象，考察超临界状态下的有机质气化产氢特性。实验表明，采用Ni/ZrO2 作催化剂的超临界水催化气化工艺能够有效降解水溶液中的PVA，同时高效的产生富含氢气的气相产物。其中，在加入90 g 15% Ni/ZrO2，温度425 ℃，压力24 MPa，停留时间60 s 的条件下，相应的TOC 去除率、碳气化率和氢气化率分别达到22.67%、19.23%和57.56%,TOC 去除率比加入 90g ZrO2 时提高8.08%，比不加入催化剂时提高9.94%；气化生成的混合气体中，氢气百分含量达到76.34%，比加入90g ZrO2 时提高14.57%,比不加入催化剂时提高33.46%。结果表明，所研制的Ni/ZrO2 催化剂在超临界水中对PVA 的催化气化特别是产H2 表现出高活性，为实现有机废水的无害化和资源化提供一定的理论支持和实验基础。