[發明專利]利用納米氧化鈣負載Ni0催化生物質/塑料共氣化制氫的方法

在審

• 申請號: 201810498760.8
• 申請日: 2018-05-23
• 公開（公告）號: CN108557760A
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: 周利民
• 申請（專利權）人: 東華理工大學
• 主分類號: C01B3/22
• 分類號: C01B3/22;B01J23/78;B01J35/02;B01J37/08;B01J37/18
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

利用納米氧化鈣負載Ni⁰催化生物質/塑料共氣化制氫的方法，利用納米CaCO₃浸漬Ni₂(NO)₃溶液負載Ni²⁺，再在氫氣氣氛下高溫加熱納米碳酸鈣使其分解，同時使Ni²⁺還原成Ni⁰，得到負載Ni⁰的納米CaO，用于催化生物質/塑料共氣化過程以提高生物質/塑料共氣化H₂產率并減少結焦；生物質/塑料于650℃共氣化時納米CaO通過反應CaO+CO₂→CaCO₃實時吸附氣體中CO₂，促使生物質/塑料共氣化制氫反應平衡向右移動，從而提高氣相產物中H₂含量；共氣化完成后的負載Ni的CaCO₃在850℃及H₂氣氛中加熱再生，重新得到負載Ni⁰的納米CaO(Ni?CaO)，從而有效提高原料利用率。

技術領域

本發明涉及新能源技術領域，尤其涉及一種利用納米氧化鈣負載Ni⁰催化生物質/塑料共氣化制氫的方法。

背景技術

農林生產加工廢棄的生物質(如木屑、秸桿等)及工業生產廢棄的塑料(如聚乙烯、聚丙烯等)來源極為豐富，而此類生物質和廢塑料也是城市垃圾的主要組成部分，通常采用填埋、焚燒等方法處理廢棄的生物質及塑料不僅占用大量的土地，同時也帶來較嚴重的環境污染。利用氣化將廢棄生物質及塑料轉化為高附加值燃氣或富氫合成氣是極為有效的處理方法，但生物質氣化時所得氣體熱值較低，塑料分解溫度高，氣化時易結焦；利用生物質/塑料共氣化技術使生物質與塑料同時轉化，可得到具有高熱值氣體，同時有效減少氣化結焦，因此成為具有良好應用前景的新技術。

生物質/塑料共氣化所得產物氣體主要成分包括H₂、CH₄、CO和CO₂，利用Ni催化劑催化生物質/塑料共氣化過程可得到高含氫量的富氫合成氣，富氫合成氣可用于F-T合成制備烴類燃料，也可用于生產醇類等化學品。

目前用于生物質/塑料共氣化制氫的Ni催化劑通常利用氧化鋁為催化劑載體，但此類Ni催化劑成本較高，且在氣化時易于積碳結焦，進而導致Ni催化劑失活，從而影響其催化效果，也由此降低了生物質/塑料共氣化制備H₂的產率。

發明內容

本發明所解決的技術問題在于提供一種利用納米氧化鈣負載Ni⁰催化生物質/塑料共氣化制氫的方法，以解決上述背景技術中的缺點。

本發明所解決的技術問題采用以下技術方案來實現：

利用納米氧化鈣負載Ni⁰催化生物質/塑料共氣化制氫的方法，具體步驟如下：

(1)制備負載Ni⁰的納米氧化鈣

1)將適量納米CaCO₃加至Ni₂(NO)₃溶液中，于室溫下充分攪拌12h混勻得固相產物，而后將固相產物過濾分離，于110℃條件下真空干燥后，再進一步研磨分散，得負載Ni²⁺的納米氧化鈣；

2)將步驟1)制備的負載Ni²⁺的納米氧化鈣置于高溫爐中，在氫氣氣氛下高溫加熱，促使納米碳酸鈣分解成CaO，同時使Ni²⁺還原成Ni⁰，得負載Ni⁰的納米氧化鈣；

(2)將干生物質粉末、塑料粉末及步驟2)制備的負載Ni⁰的納米氧化鈣按照一定質量比充分混勻后，加至管式反應器中，通N₂載氣吹掃30min；