[發(fā)明專利]一種以泥煤碳基為載體的催化裂解催化劑有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201910922220.2 | 申請日： | 2019-09-27 |
| 公開（公告）號： | CN110721686B | 公開（公告）日： | 2022-10-14 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 袁浩然;王舒笑;顧菁;張軍;單銳 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國科學(xué)院廣州能源研究所 |
| 主分類號： | B01J23/745 | 分類號： | B01J23/745;B01J23/755;B01J35/10;B01J37/10;B01J37/08;C10G11/04 |
| 代理公司： | 廣州科粵專利商標(biāo)代理有限公司 44001 | 代理人： | 方燕;莫瑤江 |
| 地址： | 510640 廣*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 泥煤 載體 催化 裂解 催化劑 | ||
本發(fā)明公開了一種以泥煤碳基為載體的催化裂解催化劑。該催化裂解催化劑，由如下步驟制備得到：(1)烘干后的泥煤在惰性氣氛下進(jìn)行熱解得到泥煤碳前驅(qū)體；(2)將泥煤碳前驅(qū)體在惰性氣氛下升溫，通入超純水進(jìn)行高溫水汽活化后，將惰性氣氛轉(zhuǎn)換為CO2氣氛，維持溫度使用CO2對泥煤碳前驅(qū)體進(jìn)行活化后，將CO2氣氛轉(zhuǎn)換為惰性氣氛并自然冷卻到室溫，得到泥煤碳；(3)運(yùn)用濕式浸漬法在泥煤碳上進(jìn)行負(fù)載后，經(jīng)過干燥和煅燒處理，得到催化裂解催化劑。本發(fā)明利用高溫水汽活化與CO2活化兩種物理活化方法相結(jié)合協(xié)同作用對泥煤碳前驅(qū)體進(jìn)行活化，增大了碳的比表面積和孔隙結(jié)構(gòu)，提高活性物質(zhì)的負(fù)載量，同時增大反應(yīng)中的催化劑與反應(yīng)物的接觸面積。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及固體廢棄物處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種以泥煤碳基為載體的催化裂解催化劑。
背景技術(shù)
生物質(zhì)能源是一種可再生的炭質(zhì)能源，熱轉(zhuǎn)化是生物質(zhì)能源的有效利用方式。焦油是生物質(zhì)熱解、氣化過程的副產(chǎn)物，其成分復(fù)雜，其大部分為苯的衍生物及多環(huán)芳烴，其中重質(zhì)組分易結(jié)焦、難利用，到環(huán)境中會對人體健康和環(huán)境有害。因此如何將焦油重質(zhì)組分轉(zhuǎn)化為清潔氣體是關(guān)鍵的科學(xué)問題，其中在催化劑作用下通過裂解或重整方式將重質(zhì)組分轉(zhuǎn)化為清潔氣體是公認(rèn)的有效處理方式。以固體廢棄物為前驅(qū)體制備的碳基材料作為催化劑或催化劑載體催化轉(zhuǎn)化重質(zhì)組分的研究具有優(yōu)質(zhì)催化性能、低廉成本和物質(zhì)可再生性等優(yōu)點(diǎn)。
泥煤作為煤炭生產(chǎn)過程中的一種副產(chǎn)品，其來源廣泛，但是現(xiàn)有技術(shù)中關(guān)于泥煤作為催化劑載體甚少報道。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種以泥煤碳基為載體的催化裂解催化劑，本發(fā)明以泥煤碳為催化劑載體，利用濕式浸漬法將活性物質(zhì)FeCl3或Ni(NO3)2均勻的負(fù)載在載體的表面，旨在利用Si-O-Fe、Ni-Si及Al-Ni-Si鍵的存在解決催化劑活性組分在反應(yīng)中易流失及催化劑穩(wěn)定性差的問題，為了增加碳的比表面積使其負(fù)載效果更佳，利用高溫水汽活化與CO2活化兩種物理活化方法相結(jié)合協(xié)同作用對泥煤碳前驅(qū)體進(jìn)行活化處理。
本發(fā)明的目的是提出了一種以泥煤碳基為載體的催化裂解催化劑，由如下步驟制備得到：
(1)烘干后的泥煤在惰性氣氛下進(jìn)行700-900℃熱解得到泥煤碳前驅(qū)體；
(2)將步驟(1)得到的泥煤碳前驅(qū)體在惰性氣氛下升溫至700-900℃，通入超純水進(jìn)行高溫水汽活化，水汽活化過后，將惰性氣氛轉(zhuǎn)換為CO2氣氛，維持溫度使用CO2對泥煤碳前驅(qū)體進(jìn)行活化，CO2活化完成后，將CO2氣氛轉(zhuǎn)換為惰性氣氛并自然冷卻到室溫，得到泥煤碳；
(3)運(yùn)用濕式浸漬法在泥煤碳上進(jìn)行FeCl3或Ni(NO3)2的負(fù)載，得到復(fù)合催化劑，將得到的復(fù)合催化劑干燥后，再進(jìn)行煅燒，得到以泥煤碳基為載體的催化裂解催化劑，所述的催化裂解催化劑中Fe或Ni的負(fù)載量為5-15％。
泥煤經(jīng)過熱解得到泥煤碳前驅(qū)體的主要成分為C和耐高溫的氧化物SiO2、Al2O3等，煤泥碳經(jīng)過高溫水汽活化與CO2活化后，碳表面具有豐富的孔隙結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)官能團(tuán)，符合了催化裂解催化劑載體的特征，泥煤碳中的C和SiO2結(jié)構(gòu)為其作為催化劑載體提供了極有利條件，同時，由Si-O-Fe、Ni-Si及Al-Ni-Si鍵的存在，使得以泥煤碳基為載體的催化裂解催化劑催化性能和穩(wěn)定性能更優(yōu)。
優(yōu)選地，步驟(2)中所述的高溫水汽活化，超純水的注入量為0.2mL/min，步驟(2)中所述的高溫水汽活化時間為30-40min，所述的在CO2氣體氛圍下，CO2活化時間為30-40min。
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