[发明专利]一种生物焦气化催化剂和生物焦催化原料

说明书

本发明公开了一种生物焦气化催化剂和生物焦催化原料，所述催化剂包括碱金属卤化物和碱土金属碳酸盐。所述生物焦催化原料包括生物焦原料、碱金属卤化物和碱土金属碳酸盐。所述生物焦催化原料可以采用干法或湿法进行制备。所述气化催化剂在用于生物焦水蒸气气化反应时，可以大幅度提高水转化率和合成气产率，生物焦的气化反应活性得到显著提高。

技术领域

本发明涉及生物焦气化领域，具体涉及一种生物焦气化催化剂及生物焦催化原料。

背景技术

生物质热解技术可将生物质转化为燃气、合成气、生物油等高附加值产品，实现生物质能源的高效转化利用，作为热解固体产物的生物质半焦，其含量约占热解气化产物的10-30%，具有极为丰富的再利用能量。生物焦具有复杂的孔隙结构和良好的表面化学特性，可有效吸附脱除土壤、水体、烟气中的重金属、多环芳烃等组分，因此大多数对生物焦的进一步利用都集中在土壤改良剂、吸附剂等应用方面。积极探索生物焦气化技术，采用低品质的生物焦生产用途广泛的高品质合成气产品，实现生物焦的高值化利用，对生物质热解工艺的完整性和经济性具有重要意义。

常见的焦炭气化反应气化剂为二氧化碳和水蒸气，在相同反应条件下，焦炭与水蒸气的气化反应速率要明显高于二氧化碳的气化速率，因此生物焦的水蒸气气化反应是其进行快速高值化利用的有效途径之一。非催化气化条件下，生物焦的水蒸气气化反应的反应活性较低，气化催化剂的加入则可以显著提高生物焦的水蒸气气化活性。生物焦气化的催化剂主要有碱金属、碱土金属和过渡金属的氧化物和盐，其中，钾盐是催化活性最好的一类。钾盐中碳酸钾的催化效果最为显著，但碳酸钾昂贵的价格成为生物焦催化气化成本居高不下的主要问题，规模化地使用也成为难题。如何提高廉价的气化催化原料成为加快生物焦气化技术深度利用的关键问题。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明目的是提供一种生物焦气化催化剂及其应用，以价格低廉、来源广泛的催化材料作为生物焦气化催化剂，实现生物焦气化反应活性的提高。

本发明第一方面提供一种生物焦气化催化剂，所述催化剂包括碱金属卤化物和碱土金属碳酸盐。

上述生物焦气化催化剂中，所述碱金属卤化物和碱土金属碳酸盐的质量比为30：1～1：5，优选6：1～1：1。

上述生物焦气化催化剂中，所述碱金属卤化物具体可以选自于氯化锂、氯化钠、氯化钾、氯化铷、氯化铯、氯化钫、氟化锂、氟化钠、氟化钾、氟化铷、氟化铯、氟化钫、溴化锂、溴化钠、溴化钾、溴化铷、溴化铯、溴化钫、碘化锂、碘化钠、碘化钾、碘化铷、碘化铯、碘化钫中的一种或几种，优选为氯化钠、氯化钾、溴化钠、溴化钾、碘化钠、碘化钾中的一种或几种。

上述生物焦气化催化剂中，所述碱土金属碳酸盐为碳酸铍、碳酸镁、碳酸钙、碳酸锶、碳酸钡、碳酸镭中的一种或几种，优选为碳酸镁、碳酸钙中的一种或几种。

本发明第二方面提供一种生物焦催化原料，包括生物焦原料、碱金属卤化物和碱土金属碳酸盐。

进一步的，所述生物焦原料可以是农业剩余物、林业废弃物、生活垃圾、废塑料、动物粪便等生物质通过进行热解或和液化或和炭化等工艺得到的固体产物。

进一步的，所述生物焦原料粒径小于2mm。

进一步的，所述碱金属卤化物具体可以选自于氯化锂、氯化钠、氯化钾、氯化铷、氯化铯、氯化钫、氟化锂、氟化钠、氟化钾、氟化铷、氟化铯、氟化钫、溴化锂、溴化钠、溴化钾、溴化铷、溴化铯、溴化钫、碘化锂、碘化钠、碘化钾、碘化铷、碘化铯、碘化钫中的一种或几种，优选为氯化钠、氯化钾、溴化钠、溴化钾、碘化钠、碘化钾中的一种或几种。

进一步的，所述碱土金属碳酸盐为碳酸铍、碳酸镁、碳酸钙、碳酸锶、碳酸钡、碳酸镭中的一种或几种，优选为碳酸镁、碳酸钙中的一种或几种。