[发明专利]一种生物质催化热解制备高品位液体燃料的方法

说明书

本发明属于生物质能的利用领域，具体涉及一种生物质催化热解制备高品位液体燃料的方法。本发明是以W₂N/AC、Mo₂N/AC、WP/AC或MoP/AC为催化剂，以生物质为原料，通过机械混合，在无氧条件下于300～600℃进行快速热解，热解气快速冷凝至室温，即可得到燃料品质较好的液体生物油燃料。上述催化剂催化热解生物质的过程中，具有催化加氢脱氧的效果，能够促进酚类及芳香烃类产物形成，并抑制酸类和醛类产物形成，由此获得的生物油品位较常规生物油有较大提升。上述催化剂制备工艺简单、价格低廉；因此，有望替代贵金属催化剂使用，从而降低成本。

技术领域

本发明属于生物质能的利用领域，具体涉及一种生物质催化热解制备高品位液体燃料的方法。

背景技术

生物质常规快速热解液化获得的生物油是由水分和数百种有机物组成的混合物。作为一种新型液体燃料，常规生物油由于氧含量高、热值低、腐蚀性强、热稳定性差、不与化石燃油互溶等缺点，而无法像化石燃油一样用于柴油机、汽油机等动力设备中。为了提高生物油品位，需要对其进行提质改性。通过在生物质热解过程中引入催化剂来定向调控热解反应路径，从而获得高品位的生物油，是生物油提质改性的常用方法。

通过生物质催化热解的方法制备高品位的生物油，其核心在于催化剂。现阶段，已有大量的研究采用不同的催化剂来调控生物质热解反应过程，从而获得不同品质的生物油。在众多催化剂中，贵金属基催化剂的催化效果最好，总的来说，其具有加氢脱氧的效果，从而可以提高生物油的热值和稳定性，并降低氧含量。然而，由于贵金属储量产量有限、价格昂贵，难以实现工业化应用。因此，开发一种贵金属替代的催化剂，是生物质催化热解制备高品位生物油的关键所在。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用W₂N/AC、Mo₂N/AC、WP/AC或MoP/AC催化热解生物质制备高品位液体燃料的方法。

本发明提供的一种生物质催化热解制备高品位液体燃料的方法，以W₂N/AC、Mo₂N/AC、WP/AC或MoP/AC为催化剂，以生物质为原料，将催化剂和生物质按照质量比为(1:10)～(5:1)进行机械混合，在无氧条件下于300～600℃下进行快速热解，热解反应的时间不超过40s，经气固分离后，对热解气进行冷凝获得液体燃料。

所述W₂N/AC的制备方法如下：

以偏钨酸铵为活性前驱物，AC为载体，通过等体积浸渍、焙烧和程序升温还原法进行制备。将偏钨酸铵溶液等体积浸渍AC后，经过干燥焙烧获得WO₃/AC前驱体，之后以NH₃为还原气进行程序升温还原，升温程序为：以10℃/min的升温速率由室温升至300℃，之后以0.5℃/min的升温速率升至500℃，随后以1℃/min的升温速率升至700℃，并在700℃保温2h，之后在NH₃氛围下自然冷却至室温获得新鲜W₂N/AC催化剂。

所述Mo₂N/AC的制备方法如下：

以钼酸铵为活性前驱物，AC为载体，通过等体积浸渍、焙烧和程序升温还原法进行制备。将钼酸铵溶液等体积浸渍AC后，经过干燥焙烧获得MoO₃/AC前驱体，之后在NH₃氛围下程序升温还原(升温程序同上述W₂N/AC催化剂)获得新鲜Mo₂N/AC催化剂。

所述WP/AC的制备方法如下：