声明
学位论文数据集
摘要
第一章 文献综述
1.1 煤层气利用现状
1.2 固定床催化反应器流向变换强制操作
1.2.1 流向变换强制操作原理
1.2.2 流向变换催化反应技术研究进展
1.3 催化燃烧技术
1.3.1 甲烷催化燃烧
1.3.2 甲烷催化燃烧催化剂
1.4 甲烷催化燃烧催化剂的制备
1.4.1 催化剂载体
1.4.2 过渡涂层制备
1.4.3 活性组分制备
1.5 甲烷催化燃烧动力学
1.5.1 气固非均相催化反应本征动力学
1.5.2 甲烷在负载型催化剂上催化燃烧机理
1.5.3 甲烷在负载型催化剂上催化燃烧本征动力学模型
1.6 本文研究目的与内容
1.6.1 课题意义与来源
1.6.2 研究方案
第二章 堇青石载体酸处理及第二涂层载体研究
2.1 酸处理对堇青石载体结构的影响
2.1.1 实验原料
2.1.2 对堇青石载体的酸蚀处理
2.1.3 对堇青石基体的表征
2.1.4 结果与讨论
2.2 堇青石基体氧化铝涂层的制备
2.2.1 实验原料
2.2.2 氧化铝涂层的制备
2.2.3 堇青石基体及氧化铝涂层的表征
2.2.4 正交实验
2.2.5 结果与讨论
2.3 小结
第三章 堇青石载体负载单Pd贵金属催化剂的研究
3.1 实验部分
3.1.1 实验原料
3.1.2 催化剂的制备
3.1.3 表征方法
3.1.4 活性评价
3.2 结果与讨论
3.2.1 Pd含量和Pd分散度
3.2.2 TPO结果
3.2.3 XPS结果
3.2.4 Pd/γ-Al2O3/COR催化剂对甲烷燃烧反应的催化活性
3.2.5 Pd/γ-Al2O3/COR催化剂对甲烷燃烧反应的热稳定性
3.3 小结
第四章 堇青石载体负载Pd-Co双金属催化剂的研究
4.1 实验部分
4.1.1 实验原料
4.1.2 催化剂的制备
4.1.3 表征方法
4.1.4 活性评价
4.2 结果与讨论
4.2.1 催化剂中Pd和Co含量分析
4.2.2 TPO结果
4.2.3 XPS结果
4.2.4 催化剂的形貌分析
4.2.5 Pd-Co/γ-Al2O3/COR催化剂对甲烷燃烧反应的催化活性
4.2.6 Pd-Co/γ-Al2O3/COR催化剂对甲烷燃烧反应的热稳定性
4.3 小结
第五章 堇青石载体负载Cu-Mn非贵金属催化剂的研究
5.1 实验部分
5.1.1 实验原料
5.1.2 催化剂的制备
5.1.3 表征方法
5.1.4 活性评价
5.2 结果与讨论
5.2.1 活性组分负载方法对Cu-Mn整体式催化剂的影响
5.2.2 活性组分负载量对Cu-Mn整体式催化剂的影响
5.2.3 助剂对负载Cu-Mn整体式催化剂比表面积及孔径分布的影响
5.2.4 助剂对负载Cu-Mn整体式催化剂上低浓度甲烷催化燃烧性能的影响
5.3 小结
第六章 负载Pd-Co整体式催化剂上低浓度甲烷催化燃烧反应机理及动力学研究
6.1 负载Pd-Co整体式催化剂上低浓度甲烷催化燃烧反应机理研究
6.1.1 实验流程
6.1.2 动态响应实验
6.1.3 负载Pd-Co整体式催化剂上低浓度甲烷催化燃烧反应机理
6.2 负载Pd-Co整体式催化剂上低浓度甲烷催化燃烧动力学研究
6.2.1 实验装置
6.2.2 预备实验
6.2.3 本征动力学实验
6.2.4 动力学模型参数估值结果
6.3 小结
第七章 流向变换催化燃烧反应器的模型化研究
7.1 流向变换催化燃烧反应器的数学模型
7.1.2 分散相传递模型的描述
7.1.3 惰性段守恒微分方程
7.1.4 催化段守恒微分方程
7.1.5 换热段守恒微分方程
7.1.6 定解条件
7.2 数学模型求解
7.2.1 算法介绍
7.2.2 流向变换催化燃烧反应器数学模型离散化
7.3 模型参数确定
7.3.1 动力学参数
7.3.2 流体的物性参数
7.3.3 催化剂物性参数
7.3.4 惰性填料物性参数
7.3.5 反应器几何尺寸
7.3.6 床层有效传递参数的计算
7.4 计算程序流程
7.5 反应器模型的模拟研究
7.5.1 对反应器开车状态的模拟
7.5.2 流向变换周期时间对反应器温度分布的影响
7.5.3 伴热层温度对反应器温度分布的影响
7.5.4 进料浓度对反应器温度分布的影响
7.6 模拟结果与实验结果的对比
7.7 小结
本章符号说明
第八章 低浓度甲烷流向变换催化燃烧中试实验
8.1 概述
8.2 中试方案
8.2.1 工艺条件
8.2.2 中试装置流程
8.2.3 主要工艺设备
8.3 中试实验
8.3.1 通风口甲烷浓度实时监控
8.3.2 气体预热温度对反应器操作的影响
8.3.3 周期变换时间对反应器操作的影响
8.3.4 反应器入口进料量对反应器操作的影响
8.3.5 改进建议
8.4 小结
第九章 结论
本论文的主要创新点
参考文献
附录
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者和导师介绍
博士研究生学位论文答辩委员会决议书