[發明專利]一種生活廢油催化裂解與變換重整制氫的方法

有效

• 申請號: 201710533374.3
• 申請日: 2017-07-03
• 公開（公告）號: CN107364830B
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發明（設計）人: 吳正舜;田江;米鐵;易春雄;吳海波
• 申請（專利權）人: 華中師范大學;江漢大學
• 主分類號: C01B3/22
• 分類號: C01B3/22
• 代理公司: 武漢藍寶石專利代理事務所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 汪俊鋒;常海濤

本發明屬于能源技術領域，具體涉及一種生活廢油催化裂解與變換重整制氫的方法。將生活廢油與水通過計量泵加入到氣化器中進行氣化，以及與載氣混合，然后進入催化裂解反應器中發生催化裂解反應與變換除碳反應，產生后的氣體進入變換重整反應器，催化裂解反應器與變換重整反應器通過溫度控制系統分別控制為650℃?800℃與400℃。本發明方法將生活廢油催化裂解與變換重整在兩個不同的反應器中進行，對每個反應器的反應條件精確匹配，使氫的體積含量與產率得到提高。

技術領域

本發明屬于能源技術領域，具體涉及一種生活廢油催化裂解與變換重整制氫的方法。

背景技術

生活廢油是指人們生活過程中所收集的不能再食用的各種生活廢油，目前主要是用來生產生物柴油。生物柴油的生產方法分為物理法和化學法兩類。物理法包括直接使用法、混合法和微乳化法。物理法雖可降低動植物油脂粘度，但存在積碳和潤滑油污染等問題；化學法主要是采用酯交換法來生產生物柴油，它利用甲醇或乙醇等短鏈醇與植物油或動物脂肪中的甘油三酸酯發生酯交換反應，將甘油三酸酯斷裂為長鏈脂肪酸甲(或乙)酯，從而縮短碳鏈長度，降低油料的粘度，改善油料的流動性和氣化性能，達到作為燃料使用的要求。而酯交換法的關鍵是選擇催化劑，據所用催化劑不同酯交換法可分為以下幾種：酸催化或堿催化法，此方法缺點是工藝復雜，醇必須過量，后續工藝應有醇回收裝置及洗滌裝置。此外油脂中的不飽和脂肪酸在高溫下容易變質，甚至會出現凝膠、產物色澤變深等現象。此外，在生產過程中容易產生酸或堿二次污染，且生產過程中還會附產甘油附產物，醇必須過量，反應產物分離難，存在設備的腐蝕等問題，基于上述原因，導致生物柴油生產過程中的原料成本很高，占到總成本的75％-85％左右。如何將生活廢油高效地轉化為清潔能源是目前學者們研究的熱點問題，其中，生物廢油制氫就是其中的方法之一。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種生活廢油催化裂解與變換重整制氫的方法，使氫的體積含量與產率得到提高。

本發明根據生活廢油的元素分析確定其最簡分子式為：C_mH_nO_k。生活廢油的催化裂解與變換重整反應如下：

本發明采用如下的技術方案：

1)首先根據生活廢油的元素分析確定其最簡分子式為C_mH_nO_k，m，n，k為實數；

2)將生活廢油與水通過計量泵控制其水、碳摩爾比維持在化學計量(2m-k)：m加入到氣化器中進行氣化，以及與載氣混合，然后進入催化裂解反應器中發生催化裂解反應與變換除碳反應，產生后的氣體進入變換重整反應器，，催化裂解反應器與變換重整反應器通過溫度控制系統分別控制為650℃-800℃與400℃。

催化裂解反應器所裝填的催化劑為鎳基或鈷基催化劑，其活性組份質量百份比含量大于等于15％。催化裂解反應器的標準空時為：20s，裂解過程中產生的積碳與H₂O(g)發生反應而消除，產生后的氣體進入變換重整反應器。

變換重整反應器中所裝填的催化劑為鐵基、銅基或鋅基催化劑，其活性組份質量百份比大于等于50％。變換重整反應器的標準空時為：25s。

由變換重整反應器出來的氣體通過排水法收集氣體，收集出來的氣體進入氣體色譜分析其氣體組份，氣體中按理論計算時的H₂體積百分比含量應為：

本發明方法將生活廢油催化裂解與變換重整在兩個不同的反應器中進行，對每個反應器的反應條件精確匹配，使氫的體積含量與產率得到提高。

附圖說明

圖1一種廢舊生活油催化裂解與變換重整二步制氫的裝置。