[發明專利]一種基于固體富碳燃料熱解的催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202010524181.3
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111790395A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 付加鵬;胡俊;張敬儒;程星星;王志強;宋占龍;王文龍
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B01J23/889
• 分類號: B01J23/889;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張曉鵬

本發明公開了一種基于固體富碳燃料熱解的催化劑及其制備方法，制備方法，包括如下步驟：將固體富碳燃料如煤或生物質粉碎后浸漬硝酸錳與硝酸銅或者硝酸錳與硝酸鐵的混合溶液，浸漬完成之后放入沉降爐熱解，制得催化劑。在富碳燃料熱解前，提前完成催化劑金屬離子溶液對富碳燃料的浸漬，然后進行熱解煅燒過程，直接生成所需要的催化劑產品；另一方面，本過程可以催化富碳燃料的熱解過程，實現富碳燃料的高效利用。該技術將富碳燃料的熱解與催化劑制備二者結合起來，既提高了富碳燃料熱解產物有效利用，同時也優化了催化劑的制備流程，具有良好的應用效益。

技術領域

本發明涉及催化劑制備與加工領域，特別涉及一種基于固體富碳燃料熱解的催化劑及其制備方法。

背景技術

公開該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

固體富碳燃料一直是人類賴以生存的重要能源之一，就儲量而言，煤炭、生物質等固體能源都是世界儲量十分豐富的能源資源。固體富碳燃料炭化活化熱解過程中會產生固體炭材料、焦油、熱解氣等多種成分，其固態產物是一種優良的多孔碳材料，可以作為催化劑的優良載體。在通常的催化劑制備方法中，通常將目標金屬催化劑離子配置成溶液，將具有高孔隙率的載體(如活性炭、氧化鋁等)浸入含有一種或多種金屬離子的溶液中，保持一定的溫度，溶液進入載體的孔隙中。將載體瀝干，經干燥、煅燒，載體內表面上即附著一層所需的固態金屬氧化物或其鹽類，完成催化劑的制備過程。其中，作為載體的多孔炭材料制備過程和催化劑的煅燒制備過程均需要高溫環境維持，造成催化劑制備過程流程繁復和能源浪費。

發明內容

為了解決現有技術中存在的技術問題，本發明的目的是提供一種基于固體富碳燃料熱解的催化劑及其制備方法。

為解決以上技術問題，本發明的以下一個或多個實施例提供了如下技術方案：

本發明的一方面，提供一種基于固體富碳燃料熱解的催化劑的制備方法，包括如下步驟：

將固體富碳燃料如煤或生物質粉碎后浸漬硝酸錳與硝酸銅或者硝酸錳與硝酸鐵的混合溶液，浸漬完成之后放入沉降爐熱解，制得催化劑。

本發明的第二方面，提供一種由上述制備方法制備的催化劑，催化劑具有高效脫除氮氧化物以及一氧化碳的效果。

與現有技術相比，本發明的以上一個或多個實施例取得的有益效果為：

生物質作為一種可再生綠色資源，將其氣化制備生物質能是最具前景的生物質能轉化技術之一。以上制備方法可以連續生產、質量穩定、工藝條件容易控制，將生物質炭化活化一步到位，將生物質熱解的固體炭與催化劑有機結合起來，既解決了生物質熱解生成的固定炭難以利用所造成的浪費，同時避免了催化劑制備周期長、成本高的缺點，催化劑制備全過程操作可控，催化劑品質可控。

以上制備方法通過將富碳燃料熱解與催化劑制備過程結合，在富碳燃料熱解前，提前完成催化劑金屬離子溶液對富碳燃料的浸漬，然后進行熱解煅燒過程，一方面催化富碳燃料的熱解過程，實現富碳燃料的高效利用，另一方面，直接生成所需要的催化劑。該技術將富碳燃料的熱解與催化劑制備二者結合起來，既提高了富碳燃料熱解產物有效利用，同時也優化了催化劑的制備流程，具有良好的應用效益。由于生物質直接熱解過程會生成大量的焦油，而焦油的生成會影響固體炭的利用。而以上技術方案通過將原本效果很好的催化劑涂敷再在燃料表面的方法，最大程度減小了焦油的大量析出，從而增強固體炭的利用。

傳統催化劑以TiO₂為載體，以V₂O₅為主要活性成份，以WO₃、MoO₃為抗氧化、抗毒化輔助成份。并且催化劑型式基本上以板式、蜂窩式和波紋板式為主。相較于傳統制備催化劑的過程，此方法快捷簡便，原料便宜，不需要制備成型，節約成本。

附圖說明