[发明专利]一种碱金属复合盐催化木屑热解制气的方法

说明书

本发明涉及一种碱金属复合盐催化木屑热解制气的方法，包括以下步骤：1)将碱金属盐K₂CO₃、KOH催化剂以浸渍的方式与木屑混合，混合后得到负载催化剂的木屑；2)将负载催化剂的木屑加入热解炉中，在无氧条件下，热解温度在600～800℃进行恒温热解，热解反应的时间在1h以上；3)通过热解，热解气经过冷凝、干燥处理，收集热解主要产物清洁热解合成气，以及热解副产物热解油和固体半焦。优点是：价格低廉，易于获取，从而使得制气成本大大降低。对木屑具有良好的催化性能，在木屑热解过程中降低了热解油的产率，提高了热解气和半焦的产率。

技术领域

本发明属于生物质催化热解技术领域，尤其涉及一种碱金属复合盐催化木屑热解制气的方法。

背景技术

生物质能是绿色植物通过光合作用转换和储存下来的太阳能，是重要的可再生能源，在应对全球气候变化、能源供需矛盾、保护生态环境等方面发挥着重要作用。我国生物质资源丰富，能源利用潜力大，据统计全国可作为能源利用的农林废弃物、生活垃圾等生物质资源总量每年约4.6亿吨标准煤。目前，生物质通过热解可以转化为高品位的富氢气体燃料、生物油和焦炭，能够代替化石燃料，实现低碳排放和可持续发展，而且生物质热解技术具有良好的原料适应性、能源产品多样性、高转化效率等优点，为人们所重视。

然而生物质热解技术也存在着如下问题：1制气成本高，对原材料的收集处理存储过程中以及热解温度不匹配致使制气成本增加。2燃气品位低，生物质燃料高含氧量使得燃气和热解焦油的热值降低，增加了精制难度。3燃气中掺杂焦油量较高，在进行下游工业生产时阻塞管道、损害设备，污染环境，妨碍产物的进一步利用。为了解决上述问题，提出采用催化热解的方法提高热解效率，改善热解产物。生物质催化热解所使用的催化剂种类繁多，如：白云石、碱/碱土金属盐、过渡金属盐和分子筛等催化剂。不同催化剂的催化行为不同而导致催化效果参差不齐。

国内外已经有一些关于生物质综合利用的技术：专利CN106318477中公开了以活性炭为载体的W2N/AC、Mo2N/AC、WP/AC或MoP/AC为催化剂制备高品位液体燃料的方法。专利CN106010667中公开了碱金属钛酸盐催化剂催化裂解生物质燃气焦油的净化方法，碱金属前驱体选自Na₂CO₃或含有Na₂CO₃的有机废液，TiO₂前驱体选自偏钛酸或TiO₂，所述TiO₂选自锐钛矿型或金红石型钛白粉，生产原料成本较高，反应复杂。专利CN106622394中公开了一种将可溶性碱金属催化剂和不可溶性碱土金属催化剂有效负载煤颗粒上，提高复合催化剂对煤的整体催化效果。专利CN106669682中公开了用生物质半焦、氧化镍、Ⅰ族和Ⅱ族金属氢氧化物制取催化剂进行生物质热解制合成气，具有热解速度快，气体收率高，气体产品品质高的特点。

目前，关于生物质催化热解的现有技术中，采用的催化制气的方法以及开发的催化剂，在催化效果方面较以往简单的催化剂较好，但新型催化剂种类复杂，催化剂的制作工艺繁琐，部分催化剂消耗量大，经济性大大折扣，这些共同存在的问题极大地限制了其在实际工业生产中应用推广。因此，在大幅降低催化剂的使用量，同时提高生物质催化效果的前提下，寻求一种新的催化热解制气工艺，提出更加清晰地操作工艺条件，以降低生物质热解制气的成本，为实际的工业生产提供一定的指导，显得尤为重要。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种碱金属复合盐催化木屑热解制气的方法，以K₂CO₃和KOH为碱金属复合盐催化木屑热解制气，操作简单，能够大幅减少催化剂的消耗量，热解制气的效果明显。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种碱金属复合盐催化木屑热解制气方法，包括以下步骤：