CN107744813A - 高效生物质裂解催化剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高效生物质裂解催化剂及其制备方法，催化剂包括：生物质半焦、兰炭、氧化铬绿、氧化铜、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁、氢氧化钙、二氧化锰、氧化镍、氧化铝粘合剂。本发明将生物半焦、金属氧化物和辅助组分复合制备了生物质合成气催化剂用于生物质的微波热解气化，解决了金属氧化物和辅助组分分离聚集、结焦积碳等催化剂失活问题，实现了生物半焦类催化剂的循环利用，使用生物质热解催化剂辅助微波热解气化生物质能够在较低温度下获得较高的气化效率和高品质的合成气产品，整个过程没有引入水蒸气等外源性气耗，显著降低了工艺能耗和生产成本。
Description
技术领域
本发明属于节能环保技术领域，具体涉及一种高效生物质裂解催化剂及其制备方法。
背景技术
生物质热裂解液化是在中温(500-650℃)、高加热速率(104-105℃/s)和极短气体停留时间(＜2s)的条件下，将生物质直接热解，产物经快速冷却可使中间液态产物分子在进一步断裂生成气体之前冷凝，从而得到高产量的生物质液体油。但是现有生物质裂解技术普遍存在的问题是催化剂难以回收循环使用的问题，而且为了提高H2/CO，消耗了大量的水蒸气，增加能耗和气耗，工艺经济性不高。
发明内容
鉴于现有技术所存在的问题，本发明提供一种高效生物质裂解催化剂。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案如下：一种生物质裂解催化剂，包括以下重量份的组分：生物质半焦80～120重量份、兰炭40～60重量份、氧化铬绿15～25重量份、氧化铜15～25重量份、氢氧化钠10～20重量份、氢氧化钾10～20重量份、氢氧化镁10～20重量份、氢氧化钙10～20重量份、二氧化锰5～10重量份、氧化镍1～5重量份、氧化铝粘合剂20～50重量份。
根据本发明提供的高效生物质裂解催化剂及其制备方法，将生物半焦、金属氧化物和辅助组分复合制备了生物质合成气催化剂用于生物质的微波热解气化，解决了金属氧化物和辅助组分分离聚集、结焦积碳等催化剂失活 问题，实现了生物半焦类催化剂的循环利用，使用生物质热解催化剂辅助微波热解气化生物质能够在较低温度下获得较高的气化效率和高品质的合成气产品，整个过程没有引入水蒸气等外源性气耗，显著降低了工艺能耗和生产成本。
另外，根据本发明上述实施例的高效生物质裂解催化剂，还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个示例，所述生物质半焦为80重量份，所述兰炭为40重量份，所述氧化铬绿为15重量份，所述氧化铜为15重量份，所述氢氧化钠为10重量份，所述氢氧化钾为10重量份，所述氢氧化镁为10重量份，所述氢氧化钙为10重量份，所述二氧化锰为5重量份，所述氧化镍为1重量份，所述氧化铝粘合剂为20重量份。
根据本发明的一个示例，所述生物质半焦为100重量份，所述兰炭为50重量份，所述氧化铬绿为20重量份，所述氧化铜为20重量份，所述氢氧化钠为15重量份，所述氢氧化钾为15重量份，所述氢氧化镁为15重量份，所述氢氧化钙为15重量份，所述二氧化锰为7重量份，所述氧化镍为3重量份，所述氧化铝粘合剂为30重量份。
根据本发明的一个示例，所述生物质半焦为110重量份，所述兰炭为55重量份，所述氧化铬绿为22重量份，所述氧化铜为22重量份，所述氢氧化钠为17重量份，所述氢氧化钾为17重量份，所述氢氧化镁为17重量份，所述氢氧化钙为17重量份，所述二氧化锰为8重量份，所述氧化镍为4重量份，所述氧化铝粘合剂为40重量份。
根据本发明的一个示例，所述生物质半焦为120重量份，所述兰炭为60重量份，所述氧化铬绿为25重量份，所述氧化铜为25重量份，所述氢氧化钠为20重量份，所述氢氧化钾为20重量份，所述氢氧化镁为20重量份，所述氢氧化钙为20重量份，所述二氧化锰为10量份，所述氧化镍为5重量 份，所述氧化铝粘合剂为50重量份。
另外，本发明还提供了一种生物质裂解催化剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将生物质和如权利要求1-5任一项所述的催化剂送入微波反应器进行热解气化，得到热解产物；(2)热解产物经过净化处理得到生物质合成气和少量液体焦油；(3)反应器中残留的固体包括催化剂和新生成的生物半焦经活化再生处理，循环使用。
以上附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
具体实施方式
实施例一
一种高效生物质裂解催化剂，包括以下重量份的组分：生物质半焦为80重量份，兰炭为40重量份，氧化铬绿为15重量份，氧化铜为15重量份，氢氧化钠为10重量份，氢氧化钾为10重量份，氢氧化镁为10重量份，氢氧化钙为10重量份，二氧化锰为5重量份，氧化镍为1重量份，氧化铝粘合剂为20重量份。
实施例二
一种高效生物质裂解催化剂，包括以下重量份的组分：生物质半焦为100重量份，兰炭为50重量份，氧化铬绿为20重量份，氧化铜为20重量份，氢氧化钠为15重量份，氢氧化钾为15重量份，氢氧化镁为15重量份，氢氧化钙为15重量份，二氧化锰为7重量份，氧化镍为3重量份，氧化铝粘合剂为30重量份。
实施例三
一种高效生物质裂解催化剂，包括以下重量份的组分：生物质半焦为110 重量份，兰炭为55重量份，氧化铬绿为22重量份，氧化铜为22重量份，氢氧化钠为17重量份，氢氧化钾为17重量份，氢氧化镁为17重量份，氢氧化钙为17重量份，二氧化锰为8重量份，氧化镍为4重量份，氧化铝粘合剂为40重量份。
实施例四
一种高效生物质裂解催化剂，包括以下重量份的组分：生物质半焦为120重量份，兰炭为60重量份，氧化铬绿为25重量份，氧化铜为25重量份，氢氧化钠为20重量份，氢氧化钾为20重量份，氢氧化镁为20重量份，氢氧化钙为20重量份，二氧化锰为10量份，氧化镍为5重量份，氧化铝粘合剂为50重量份。
对比例一
不采用氧化铬绿和氧化铜，其余成分与实施例一相同。
对比例二
不采用氢氧化钾、氢氧化镁、氢氧化钙，其余成分与实施例一相同。
另外，本发明还提供了一种高效生物质裂解催化剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将生物质和如权利要求1-5任一项所述的催化剂送入微波反应器进行热解气化，得到热解产物；(2)热解产物经过净化处理得到生物质合成气和少量液体焦油；(3)反应器中残留的固体包括催化剂和新生成的生物半焦经活化再生处理，循环使用。
效果测试
将本发明的高效生物质裂解催化剂及其制备方法的各个实施例和对比例的气体收率、合成气含量进行比较。测试结果如下表：
结合上述数据可知，本发明催化剂应用于生物质热解气化过程能够实现气体收率达到90％以上，合成气含量达到90％以上。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (6)
1.一种高效生物质裂解催化剂，其特征在于，包括以下重量份的组分：生物质半焦80～120重量份、兰炭40～60重量份、氧化铬绿15～25重量份、氧化铜15～25重量份、氢氧化钠10～20重量份、氢氧化钾10～20重量份、氢氧化镁10～20重量份、氢氧化钙10～20重量份、二氧化锰5～10重量份、氧化镍1～5重量份、氧化铝粘合剂20～50重量份。
2.根据权利要求1所述的高效生物质裂解催化剂，其特征在于，所述生物质半焦为80重量份，所述兰炭为40重量份，所述氧化铬绿为15重量份，所述氧化铜为15重量份，所述氢氧化钠为10重量份，所述氢氧化钾为10重量份，所述氢氧化镁为10重量份，所述氢氧化钙为10重量份，所述二氧化锰为5重量份，所述氧化镍为1重量份，所述氧化铝粘合剂为20重量份。
3.根据权利要求1所述的高效生物质裂解催化剂，其特征在于，所述生物质半焦为100重量份，所述兰炭为50重量份，所述氧化铬绿为20重量份，所述氧化铜为20重量份，所述氢氧化钠为15重量份，所述氢氧化钾为15重量份，所述氢氧化镁为15重量份，所述氢氧化钙为15重量份，所述二氧化锰为7重量份，所述氧化镍为3重量份，所述氧化铝粘合剂为30重量份。
4.根据权利要求1所述的高效生物质裂解催化剂，其特征在于，所述生物质半焦为110重量份，所述兰炭为55重量份，所述氧化铬绿为22重量份，所述氧化铜为22重量份，所述氢氧化钠为17重量份，所述氢氧化钾为17重量份，所述氢氧化镁为17重量份，所述氢氧化钙为17重量份，所述二氧化锰为8重量份，所述氧化镍为4重量份，所述氧化铝粘合剂为40重量份。
5.根据权利要求1所述的高效生物质裂解催化剂，其特征在于，所述生物质半焦为120重量份，所述兰炭为60重量份，所述氧化铬绿为25重量份，所述氧化铜为25重量份，所述氢氧化钠为20重量份，所述氢氧化钾为20重量份，所述氢氧化镁为20重量份，所述氢氧化钙为20重量份，所述二氧化锰为10量份，所述氧化镍为5重量份，所述氧化铝粘合剂为50重量份。
6.一种根据权利要求1所述的高效生物质裂解催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将生物质和如权利要求1-5任一项所述的催化剂送入微波反应器进行热解气化，得到热解产物；(2)热解产物经过净化处理得到生物质合成气和少量液体焦油；(3)反应器中残留的固体包括催化剂和新生成的生物半焦经活化再生处理，循环使用。
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