CN114797878B - 一种生物质灰制备焦油催化裂解重整制氢并吸附二氧化碳双功能催化剂的方法 - Google Patents
一种生物质灰制备焦油催化裂解重整制氢并吸附二氧化碳双功能催化剂的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114797878B CN114797878B CN202210308372.5A CN202210308372A CN114797878B CN 114797878 B CN114797878 B CN 114797878B CN 202210308372 A CN202210308372 A CN 202210308372A CN 114797878 B CN114797878 B CN 114797878B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- biomass ash
- catalyst
- biomass
- tar
- ash
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 title claims abstract description 75
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 59
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 17
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 238000002407 reforming Methods 0.000 title claims abstract description 17
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 16
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000004523 catalytic cracking Methods 0.000 title claims description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 10
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 title description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 title description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000005336 cracking Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000001833 catalytic reforming Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 claims abstract description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 27
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 14
- QQZMWMKOWKGPQY-UHFFFAOYSA-N cerium(3+);trinitrate;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Ce+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O QQZMWMKOWKGPQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- AOPCKOPZYFFEDA-UHFFFAOYSA-N nickel(2+);dinitrate;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Ni+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O AOPCKOPZYFFEDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 12
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 11
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 230000001588 bifunctional effect Effects 0.000 claims description 7
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 4
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 claims description 3
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 claims description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 230000008021 deposition Effects 0.000 abstract description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 3
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 abstract description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 abstract 1
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 36
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 14
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 12
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 11
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 5
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 5
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 5
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 5
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 5
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N aluminum magnesium Chemical compound [Mg].[Al] SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 3
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 3
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052609 olivine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010450 olivine Substances 0.000 description 2
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052625 palygorskite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006057 reforming reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004846 x-ray emission Methods 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 229910003023 Mg-Al Inorganic materials 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001994 activation Methods 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000003837 high-temperature calcination Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 159000000003 magnesium salts Chemical class 0.000 description 1
- CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N potassium oxide Chemical compound [O-2].[K+].[K+] CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001950 potassium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/83—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with rare earths or actinides
-
- B01J35/61—
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
- C01B3/22—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明属于环境保护与环境催化领域，具体涉及一种生物质灰制备焦油裂解重整制氢并吸附CO2双功能催化剂的方法。本发明所述催化剂以生物质电厂灰为原料合成的层状双金属氢氧化物(LDH)为载体、Ni为活性组分、Ce为活性助剂，经等体积浸渍、干燥、煅烧所得。催化剂具有比表面积大、吸附选择性高、活性高等优点，在焦油裂解重整过程中表现出较高的催化重整效率、抗积碳能力、CO2吸附能力和较长的使用寿命。与传统催化剂相比，本发明所制催化剂可达到90％以上的焦油转化率。
Description
技术领域
本发明涉及的是环境保护与环境催化领域，具体涉及一种适合于焦油催化裂解重整制氢并吸附CO2的生物质灰基LDH催化剂及其制备方法。
背景技术
为了应对日益突出的能源危机和气候变化，生物质能源作为一种可再生能源被世界各国高度重视。生物质热解气化技术是生物质能利用方面的重要技术之一，具有规模可控、清洁高效、投资小的优势。然而，在生物质热解气化过程中会产生大量焦油，严重堵塞、腐蚀和损害设备，不利于生物质热解设备的稳定高效运行。焦油的主要成分为碳氢有机物，例如甲苯、苯酚等，目前主要通过催化裂解重整反应分解为CH4、CO、CO2和H2等小分子化合物，从而实现焦油向清洁能源—氢气的催化转化，减少生物质气化过程中存在的堵塞、腐蚀等问题。
焦油催化裂解重整反应的技术核心在于催化剂，其中以Al2O3为载体的Ni 基催化剂的应用最为广泛，然而在使用过程中容易因积碳而失活，严重影响了焦油催化裂解重整的稳定性。同时，在焦油裂解重整过程中会排放的大量的CO2，制约了焦油催化裂解重整制氢技术的推广应用。因此，亟待开发一种抗积碳能力强、能够有效吸附CO2的焦油催化裂解重整制氢催化剂。
公开号为CN101172232A、CN101181685A的中国专利申请采用坡缕石、天然橄榄石为载体，负载氧化镍、氧化铁和氧化钾来制备生物质焦油重整制氢催化剂。由于使用了天然矿石作为载体，有一定的机械强度和耐磨性，但是坡缕石和橄榄石焙烧后载体的比表面积较小，活性组分和载体结合力差，催化剂容易积碳。
层状双金属氢氧化物(LDH)，化学通式为
其中M2+、M3+分别为2价和3价金属阳离子，An-为层间阴离子。LDH具有吸附选择性高、吸附容量大、脱附性能好、比表面积大等特点，以其作为焦油催化裂解重整催化剂载体材料，可有效促进Ni的分散，提高催化剂的抗积碳能力及CO2吸附能力。
公开号为CN109107526A中国专利申请通过碱熔融处理热电厂粉煤灰，并通过外加镁源制备得到镁铝基LDH。合成的LDH具有较大的比表面积以及较强的吸附能力，然而由于粉煤灰本身活性较低，活化过程涉及高温煅烧，导致整体工艺耗能较高，并且粉煤灰中的Mg2+含量较低，需要额外添加镁盐来调节镁铝比。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种廉价、环保、高效的以生物质灰基LDH为载体的生物质焦油催化裂解重整制氢并吸附CO2的双功能催化剂及其制备方法。
生物质灰是生物质燃烧发电产生的主要固体废弃物，富含Al、Mg等元素，总含量可达15％以上，且镁铝比约在0.7～1.1之间，是一种良好的LDH合成原料，将生物质灰基LDH用作Ni基催化剂的载体不仅能够改善Ni基催化剂的活性，还能够提高生物质灰的资源化利用率。
根据本发明的一方面，本发明提供了一种以生物质灰基LDH为载体的生物质焦油催化裂解重整制氢并吸附CO2的双功能催化剂的制备方法，该方法包括： (1)将生物质灰与强酸溶液按照一定固液比混合，并于反应釜中进行水热反应，提取生物质灰中的Al3+、Mg2+；(2)向水热反应后所得液相中滴加NaOH溶液，使得Al3+、Mg2+共沉淀；(3)静置、洗涤、抽滤、干燥，得到生物质灰基LDH； (4)将50～80重量份的生物质灰基LDH、495～1485重量份的六水硝酸镍、 310～620重量份的六水硝酸铈和200重量份的水按比例混合，超声搅拌后静置，而后将物料干燥、煅烧，得到适合于焦油催化裂解重整制氢并吸附CO2的双功能催化剂。
优选的，在步骤(1)中，所述强酸为1～4mol/L的盐酸溶液；所述固液比为1:4mol/L；水热温度为90～110℃；水热时间为20～48h。
优选的，在步骤(2)中，所述NaOH浓度为0.1～1mol/L。
优选的，在步骤(3)中，所述静置时间为20～48h，干燥温度为90～110℃，干燥时间为4～8h。
优选的，在步骤(4)中，所述催化剂的干燥温度为90～110℃，干燥时间为 4～8h；煅烧的温度为350～550℃，煅烧时间为1～3h。
根据本发明的另一方面，本发明开发了一种抗积碳能力强、同时能够有效吸附CO2的以生物质灰基LDH为载体、Ni为活性组分、Ce为助剂的双功能催化剂，实现生物质焦油的有效转化。
优选的，所述催化剂各组分重量百分比为10％～30％Ni、10％～20％Ce、 70％～90％生物质灰基LDH。
进一步的，所述生物质灰基LDH由实际生物质电厂灰经提纯合成。
进一步的，所述LDH为Mg和Al的组合，且Mg和Al的摩尔比为1:0.7～1:1.4。
与已有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明中载体的主要原料为实际生物质发电厂所得灰，来源广泛、廉价易得，富含大量Al、Mg元素以及恰当的镁铝比。本发明中将其制备成为LDH材料，以替代传统焦油催化裂解重整催化剂中的Al2O3载体，能够为活性组分氧化镍提供更大的比表面积，有利于镍的分散，减少催化剂表面积碳量，提高催化剂的抗积碳能力。同时，LDH对CO2的高选择吸附性能够有效吸附CO2，降低CO2的排放，提高气体产物的热值。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行详细说明，但不作为对本发明的限定。
所有实施例中所用到的生物质灰均为实际生物质电厂收集所得，其组成成分由X射线荧光光谱分析测定，结果如表1所示。
表1生物质灰样的XRF分析结果
实施例1：
(1)将生物质灰与1mol/L盐酸以固液比1:4g/mL混合，并置于反应釜中，然后将反应釜置于105℃下水热反应48h；
(2)将反应后的混合物过滤，得到富含Mg2+、Al3+的溶液；
(3)向溶液中滴加0.1mol/L的NaOH溶液，出现白色絮状沉淀，继续滴加直至无新的沉淀产生；
(4)过滤、洗涤，并将沉淀物于105℃下干燥5h，得到生物质灰基LDH，经电感耦合等离子光谱(ICP)测试计算得出，其镁铝摩尔比为1:0.9；
(5)Ni、Ce与生物质基LDH的质量占比分别取10％、10％与80％，其中Ni、 Ce通过计算换算得到所需前驱体质量，即49.5g六水硝酸镍、31.0g六水硝酸铈与80.0g生物质灰基LDH；
(6)称取上述质量的前驱体化合物六水硝酸镍与六水硝酸铈，并充分溶解于200mL去离子水中，在搅拌下得到澄清溶液；并将上述质量的生物质灰基LDH 缓慢加入到溶液中，并置于混合器中进行混合并搅拌，得到催化剂膏体；
(7)将催化剂膏体超声处理1h后，置于普通鼓风干燥箱中105℃下干燥5h、马弗炉中350℃下煅烧4h，获得催化剂。
实施例2：
(1)将生物质灰与1.5mol/L盐酸以固液比1:4g/mL混合，并置于反应釜中，然后将反应釜置于105℃下水热反应24h；
(2)将反应后的混合物过滤，得到富含Mg2+、Al3+的溶液；
(3)向溶液中滴加0.1mol/L的NaOH溶液，出现白色絮状沉淀，继续滴加直至无新的沉淀产生；
(4)过滤、洗涤，并将沉淀物于105℃下干燥5h，得到生物质灰基LDH，经 ICP测试计算得出，其镁铝摩尔比为1:0.7；
(5)Ni、Ce与生物质基LDH的质量占比分别取10％、20％与70％，其中Ni、 Ce通过计算换算得到所需前驱体质量，即49.5g六水硝酸镍、62.0g六水硝酸铈与70.0g生物质灰基LDH；
(6)称取上述质量的前驱体化合物六水硝酸镍与六水硝酸铈，并充分溶解于200mL去离子水中，在搅拌下得到澄清溶液；并将上述质量的生物质灰基LDH 缓慢加入到溶液中，并置于混合器中进行混合并搅拌，得到催化剂膏体；
(7)将催化剂膏体超声处理1h后，置于普通鼓风干燥箱中105℃下干燥5h、马弗炉中550℃下煅烧4h，获得催化剂。
实施例3：
(1)将生物质灰与4mol/L盐酸以固液比1:4g/mL混合，并置于反应釜中，然后将反应釜置于90℃下水热反应36h；
(2)将反应后的混合物过滤，得到富含Mg2+、Al3+的溶液；
(3)向溶液中滴加0.1mol/L的NaOH溶液，出现白色絮状沉淀，继续滴加直至无新的沉淀产生；
(4)过滤、洗涤，并将沉淀物于90℃下干燥5h，得到生物质灰基LDH，经ICP测试计算得出，其镁铝摩尔比为1:1.1；
(5)Ni、Ce与生物质基LDH的质量占比分别取20％、20％与60％，其中Ni、 Ce通过计算换算得到所需前驱体质量，即99.0g六水硝酸镍、62.0g六水硝酸铈与60.0g生物质灰基LDH；
(6)称取上述质量的前驱体化合物六水硝酸镍与六水硝酸铈，并充分溶解于200mL去离子水中，在搅拌下得到澄清溶液；并将上述质量的生物质灰基LDH 缓慢加入到溶液中，并置于混合器中进行混合并搅拌，得到催化剂膏体；
(7)将催化剂膏体超声处理1h后，置于普通鼓风干燥箱中105℃下干燥5h、马弗炉中400℃下煅烧4h，获得催化剂。
实施例4：
(1)将生物质灰与2mol/L盐酸以固液比1:4g/mL混合，并置于反应釜中，然后将反应釜置于105℃下水热反应28h；
(2)将反应后的混合物过滤，得到富含Mg2+、Al3+的溶液；
(3)向溶液中滴加0.1mol/L的NaOH溶液，出现白色絮状沉淀，继续滴加直至无新的沉淀产生；
(4)过滤、洗涤，并将沉淀物于105℃下干燥5h，得到生物质灰基LDH，经 ICP测试计算得出，其镁铝摩尔比为1:1.4；
(5)Ni、Ce与生物质基LDH的质量占比分别取30％、20％与50％，其中Ni、 Ce通过计算换算得到所需前驱体质量，即148.5g六水硝酸镍、62.0g六水硝酸铈与50.0g生物质灰基LDH；
(6)称取上述质量的前驱体化合物六水硝酸镍与六水硝酸铈，并充分溶解于200mL去离子水中，在搅拌下得到澄清溶液；并将上述质量的生物质灰基LDH 缓慢加入到溶液中，并置于混合器中进行混合并搅拌，得到催化剂膏体；
(7)将催化剂膏体超声处理1h后，置于普通鼓风干燥箱中95℃下干燥8h、马弗炉中400℃下煅烧4h，获得催化剂。
对比例：
(1)对比例中Ni、Ce与活性氧化铝的质量占比分别取10％、10％与80％，其中Ni、Ce通过计算换算得到所需前驱体质量，即49.5g六水硝酸镍、31.0g六水硝酸铈与80.0g活性氧化铝；
(2)称取上述质量的前驱体化合物六水硝酸镍与六水硝酸铈，并充分溶解于200mL去离子水中，在搅拌下得到澄清溶液；并将上述质量的活性氧化铝缓慢加入到溶液中，并置于混合器中进行混合并搅拌，得到催化剂膏体；
(3)将催化剂膏体超声处理1h后，置于普通鼓风干燥箱中105℃下干燥5h、马弗炉中450℃下煅烧4h，获得催化剂。
效果测试：
将上述各个实施例和对比例所制备催化剂在700℃下进行生物质热解气化实验，并比较各样本的焦油产率、热解气产率及热解气中CO2占比进行比较。测试结果如表2所示：
表2实施例和对比例的焦油产率、热解气产率及热解气中CO2占比
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焦油产率10％以下，热解气产率最高可达90％以上，热解气中CO2占比可降至6％以下。
Claims (9)
1.一种生物质灰制备焦油裂解重整制氢并吸附CO2双功能催化剂，该催化剂由活性组分、助剂和载体组成，其特征在于，所述活性组分为Ni，所述助剂为Ce，所述载体为生物质灰基LDH；其中，所述生物质灰基LDH的制备方法包括以下步骤：（1）将生物质灰与强酸溶液按照一定固液比混合，并于反应釜中进行水热反应，提取生物质灰中的Al3+、Mg2+；（2）向水热反应后所得液相中滴加NaOH溶液，使得Al3+、Mg2+共沉淀；（3）静置、洗涤、抽滤、干燥，得到生物质灰基LDH。
2.根据权利要求1所述的一种生物质灰制备焦油裂解重整制氢并吸附CO2双功能催化剂，其特征在于，所述催化剂各组分重量百分比为：10%~30% Ni、10%~20% Ce、50%~80%生物质灰基LDH。
3.根据权利要求1所述的一种生物质灰制备焦油裂解重整制氢并吸附CO2双功能催化剂，其特征在于，所述生物质灰基LDH由实际生物质电厂灰经提纯合成。
4.根据权利要求3所述的一种生物质灰制备焦油裂解重整制氢并吸附CO2双功能催化剂，其特征在于，所述LDH为Mg和Al的组合，且Mg和Al的摩尔比为1:0.7~1:1.4。
5.制备如权利要求1所述的一种生物质灰制备焦油裂解重整制氢并吸附CO2双功能催化剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将生物质灰与强酸溶液按照一定固液比混合，并于反应釜中进行水热反应，提取生物质灰中的Al3+、Mg2+；（2）向水热反应后所得液相中滴加NaOH溶液，使得Al3+、Mg2+共沉淀；（3）静置、洗涤、抽滤、干燥，得到生物质灰基LDH；（4）将50~80重量份的生物质灰基LDH、495~1485重量份的六水硝酸镍、310~620重量份的六水硝酸铈和200重量份的水按比例混合，超声搅拌后静置，而后将物料干燥、煅烧，得到适合于焦油催化裂解重整制氢并吸附CO2的双功能催化剂。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤（1）中所述强酸为盐酸，盐酸浓度为1~4 mol/L，生物质灰与酸液的固液比为1:4 g/mL，水热温度为90~110℃，水热时间为20~48h。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤（2）中所述NaOH浓度为0.1~1 mol/L。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤（3）中所述静置时间为24 h，干燥温度为90~110℃，干燥时间为4~8 h。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤（4）中所述催化剂的干燥温度为90~110℃，干燥时间为4~8 h；煅烧的温度为350～550℃，煅烧时间为1～3 h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210308372.5A CN114797878B (zh) | 2022-03-24 | 2022-03-24 | 一种生物质灰制备焦油催化裂解重整制氢并吸附二氧化碳双功能催化剂的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210308372.5A CN114797878B (zh) | 2022-03-24 | 2022-03-24 | 一种生物质灰制备焦油催化裂解重整制氢并吸附二氧化碳双功能催化剂的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114797878A CN114797878A (zh) | 2022-07-29 |
| CN114797878B true CN114797878B (zh) | 2023-02-24 |
Family
ID=82531302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210308372.5A Active CN114797878B (zh) | 2022-03-24 | 2022-03-24 | 一种生物质灰制备焦油催化裂解重整制氢并吸附二氧化碳双功能催化剂的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114797878B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102294249A (zh) * | 2011-06-16 | 2011-12-28 | 华东理工大学 | 水滑石型天然气以及低碳烃重整反应催化剂及其制备方法 |
| CN103071504A (zh) * | 2013-01-22 | 2013-05-01 | 福州大学 | 一种水滑石负载镍催化剂及其制备方法和应用 |
| CN109107526A (zh) * | 2018-08-09 | 2019-01-01 | 南昌大学 | 一种以粉煤灰为原料同步合成沸石及ldh的方法 |
| CN113426450A (zh) * | 2021-06-18 | 2021-09-24 | 嘉兴学院 | 生物质焦油水蒸气重整整体式催化剂及其制备方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2342814B1 (es) * | 2009-01-13 | 2011-05-23 | Hynergreen Technologies, S.A | Catalizador para un proceso para la obtencion de hidrogeno mediante reformado de hidrocarburos con vapor de agua, proceso de preparacion del catalizador y uso del mismo en el proceso. |
| US20150190788A1 (en) * | 2012-08-08 | 2015-07-09 | Albermarle Europe Sprl | Selective Catalytic Deoxygenation of Biomass and Catalysts Therefor |
-
2022
- 2022-03-24 CN CN202210308372.5A patent/CN114797878B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102294249A (zh) * | 2011-06-16 | 2011-12-28 | 华东理工大学 | 水滑石型天然气以及低碳烃重整反应催化剂及其制备方法 |
| CN103071504A (zh) * | 2013-01-22 | 2013-05-01 | 福州大学 | 一种水滑石负载镍催化剂及其制备方法和应用 |
| CN109107526A (zh) * | 2018-08-09 | 2019-01-01 | 南昌大学 | 一种以粉煤灰为原料同步合成沸石及ldh的方法 |
| CN113426450A (zh) * | 2021-06-18 | 2021-09-24 | 嘉兴学院 | 生物质焦油水蒸气重整整体式催化剂及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ni基生物质焦油重整催化剂的研究进展;杨泽等;《化工进展》;20161005(第10期);3155-3163 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114797878A (zh) | 2022-07-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105381796A (zh) | 一种油品中有机含氧化合物加氢脱氧的催化剂及制法和应用 | |
| CN107890870B (zh) | 一种二氧化碳和水制甲烷催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN108380218A (zh) | 一种负载型均匀镍钴合金催化剂及其制备方法 | |
| CN1785513A (zh) | 一种用于甲醇水蒸气重整制氢的纳米铜基催化剂及其制备方法 | |
| CN112755996A (zh) | 用于二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂、制备方法及应用 | |
| CN102259004B (zh) | 用于煤制天然气甲烷化反应器的催化剂及其制备方法 | |
| CN110280302B (zh) | 一种将甲烷转化为芳烃的催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN111036278B (zh) | 由合成气制备低碳烯烃的方法 | |
| CN117244563B (zh) | 一种包覆型Ni基光热催化剂及其制备方法和应用 | |
| Xie et al. | Effect of oxygen vacancy influenced by CeO2 morphology on the methanol catalytic reforming for hydrogen production | |
| CN114011415A (zh) | 一种用于油脂加氢脱氧制备绿色柴油的高负载量层状钴催化剂的制备方法 | |
| CN114797878B (zh) | 一种生物质灰制备焦油催化裂解重整制氢并吸附二氧化碳双功能催化剂的方法 | |
| CN112108138B (zh) | 一种生物质水热碳载体催化剂及其制备方法与应用 | |
| CN111036284B (zh) | 催化剂及其制备方法以及由合成气制备低碳烯烃的方法 | |
| CN101653729A (zh) | 一种用于合成气制低碳醇的催化剂及制法和应用 | |
| CN104841448B (zh) | 一种有机硅废触体负载的镍基甲烷化催化剂及其制备方法 | |
| CN111573620B (zh) | 一种模块化制氢方法 | |
| CN114192157A (zh) | 一种纳米铁基费托合成催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN114130398A (zh) | 一种Zn基配位聚合物衍生的CO2加氢制甲醇催化剂的制备方法及应用 | |
| CN114260016A (zh) | 一种将Pd/ZnFexAl2-xO4催化剂用于甲醇重整制氢的方法 | |
| CN111686789B (zh) | 一种Na原子修饰的MOR基催化剂及合成气直接转化制液体燃料的方法 | |
| CN109304215B (zh) | 合成气一步法制低碳烯烃的催化剂 | |
| CN111167465A (zh) | 一种钼酸镍纳米催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN116139868B (zh) | 一种碳点负载NiAl LDH/In2O3复合光催化剂的制备方法及其应用 | |
| CN112642440B (zh) | 耐硫二氧化碳甲烷化催化剂及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |