本发明专利技术属于生物质制氢领域，具体涉及一种镍基催化剂及利用生物油制氢的方法。 本发明专利技术提供的镍基催化剂，以重量份数计，包括：NiO20～25份； 铁
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【技术实现步骤总结】
镍基催化剂及利用生物油制氢的方法
该专利技术属于生物质制氢领域，具体涉及一种镍基催化剂及利用生物油制氢的方法。
技术介绍
地球每年通过光合作用生产1730亿吨物质，其中蕴含的能量相当于世界能源消耗总量的10倍。 随着能源需求的快速增长和环境保护压力，可再生生物质的利用引起了高度关注。 生物质能源的开发利用不仅有利于促进能源多元化，还能减少温室气体排放，缓解环境压力。 它代表了能源行业的重要发展趋势。 氢是目前最理想的高热值清洁能源之一。 利用资源丰富、环境友好、可再生的生物质制备氢气将成为具有巨大发展前景的新氢源。 现有技术中，生物质制氢途径主要以生物制氢和生物质热化学制氢技术为主。 生物制氢所用原料为生活垃圾、城市污水、动物粪便等有机废弃物，微生物在常温常压下通过酶催化反应或光解等生化反应制取氢气。 生物制氢是一项符合环保和人类长远发展的制氢方式，目前仍存在工艺复杂、制氢周期长的缺点。 需要培育产氢效率高的优良菌株并优化产氢工艺。 生物质热化学制氢技术具有反应快、产氢量大的特点，具有较高的工业应用前景。 现有技术中，利用热化学法利用生物质制氢的技术途径主要有两种：一是生物质气化制氢法；二是生物质气化制氢法。 第二种技术途径是利用生物质快速热裂解制氢。 通过生物油催化重整制氢。 生物质气化制氢技术通常采用流化床气化炉或固定床气化炉，在空气、氧气或水蒸气的气氛下，在800～1200℃的高温下，将生物质转化为含氢合成气或燃料气。 。
生物质气化产物气主要包括氢气、一氧化碳、二氧化碳、少量甲烷和焦油等成分。 采用不同的气化介质，产品气的成分和焦油含量不同。 采用空气作为气化剂时，气体中含有大量氮气，增加了氢气提纯的难度； 而采用水蒸气作为气化剂介质有利于氢气浓度较高的富氢气体的生产以及氢气的纯化。 生物质气化制氢技术具有设备和工艺简单、原料适应性广、产氢量大等优点。 但仍存在诸多缺点：如氢气浓度和收率低、反应温度高、能耗大以及产物分离困难等问题仍需解决。 生物油催化重整制氢方法所用的原料是生物质快速热裂解制备的液体产品生物油。 生物质快速热裂解可产生60-75wt%液体生物油、15-25wt%生物质固体碳和10-20wt%热解尾气。 其中，生物油是含有纤维素、半纤维素和木质素的木质纤维素生物质经快速热裂解和液化过程产生的液体产品。 生物油是一种酸性棕黑色有机液体混合物，其元素主要成分为碳、氧、氢； 同时，生物油的化学成分相当复杂，分析中发现了300多种有机物，包括酸、醇、醛、酮、脂类、酚、糖、呋喃、芳香族低聚物等。含氧有机物。 生物油催化重整制氢法是利用催化重整反应和水煤气转化反应将生物油中复杂的含氧有机物转化为氢气的热化学过程。 所使用的催化剂通常为镍基催化剂和过渡金属催化剂，通常采用固定床或流化床反应器在水蒸气气氛和介质温度600℃下将生物油转化为主要为氢气和二氧化碳的富氢混合物。 800°C。 生物油催化重整制氢过程包括热裂解、催化裂解、重整反应、水煤气转化反应、积碳等反应。 生物油催化重整制氢方法得到的产品气体通常含有氢气、一氧化碳、二氧化碳和甲烷等成分，气体产品中氢气的浓度通常在70vol%以下。
与生物质气化制氢技术相比，采用生物油催化重整制氢方法可以获得更高的氢气浓度和更高的氢气产率的混合物。 同时，生物油易于收集、储存和运输。 从优点来看，生物油可以通过生物质的小规模现场热解液化（生物油生产）和大规模集中炼油（将生物油转化为能源化学品）来生产能源化学品，有利于解决实际的生物质利用过程。 生物质分散、储存不便、长途运输遇到的问题。 然而，现有的生物油催化重整制氢工艺仍存在反应温度高、能耗高、氢气提纯困难等问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种镍基催化剂及利用生物油制氢的方法。 该专利技术提供的方法可以在较低的反应温度下实现生物油催化制氢，且产生的氢气产物中CH4和CO等副产物含量较少。 本专利技术提供了一种镍基催化剂，以重量份计，包括： 优选地，以重量份计，所述镍基催化剂包括： 本专利技术提供了一种利用生物油制备氢气的方法，该方法包括：步骤：a)在上述技术方案所述的镍基催化剂存在下，使生物油与水反应，得到含氢混合气体； b)将含氢混合气体在铜锌催化剂存在下反应，得到氢气。 优选地，步骤a)中，生物油与水的反应温度为300-650℃。 优选地，步骤a)中，生物油与水的质量比为1:(3-4)。 优选地，步骤b)中，含氢混合气体的反应温度为150～350℃。 优选地，所述含氢混合气体的反应还包括：将所述含氢混合气体反应生成的富氢混合气体与所述CO2吸收液混合反应得到氢气。 优选地，所述CO2吸收液包括氧化钙水溶液、氢氧化钙水溶液、碳酸钠水溶液、氢氧化钠水溶液中的一种或多种。 与现有技术相比，本专利技术提供了一种镍基催化剂以及利用生物油制氢的方法。 本专利技术提供的镍基催化剂，以重量份数计，包括：NiO 20～25份； ~ 15 份； CeO 26至8份； MgO 5至6份； 〜 59 部分。
本专利技术提供的生物油制备氢气的方法，包括以下步骤：a)在上述镍基催化剂存在下，使生物油与水反应，得到含氢混合气体； b)含氢混合气体与铜反应在锌催化剂存在下进行反应得到氢气。 该专利技术提供的方法首先通过生物油催化重整反应产生含氢混合气体，然后通过水煤气转化反应脱除含氢混合气体中的CO，得到纯度较高的氢气产品。 该专利技术通过优化生物油催化重整反应所用的催化剂组分，降低了生物油催化重整反应的温度，从而降低了生物油制氢的能耗。 同时，将生物油催化重整反应过程与水煤气转化反应过程耦合，提高氢气产品的纯度。 在该专利技术提供的优选实施例中，还包括将水煤气转化反应过程得到的氢气产物与CO2吸收液混合反应，从而脱除氢气产物中的CO2，进一步提高氢气的纯度。产品。 实验结果表明，采用该专利技术提供的方法从生物油制氢时，反应温度为300-650℃，生物油转化率可达95.9%，氢气收率可达高达12.9g/(100g生物油)，氢产品中氢含量最高可达99.98vol%。 现有的生物油制氢技术得到的气体产品中氢气浓度通常低于70vol%。 可见，本专利技术提供的方法生产的氢气纯度远高于现有生物油制氢技术获得的氢气纯度，且氢气提纯操作简单易行。
具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。 显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的部分实施例，而不是全部的实施例。 基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种镍基催化剂，包括： ：本专利技术提供的镍基催化剂包括NiO、Fe2O3、CeO2、MgO和γ-Al2O3，其中NiO在镍基催化剂中的含量为20-25份。重量，优选20.4-24.5重量份； 镍基催化剂中Fe2O3的含量为10-15重量份，优选10.3-14.8重量份。 镍基催化剂中CeO2的含量镍基催化剂中MgO的含量为6-8重量份，优选6.5-7.7重量份。 镍基催化剂中MgO的含量为5～6重量份，优选为5.3～5.8重量份。 γ-Al2O3的粒径优选2～3mm； γ-Al2O3配比表
【技术保护点】
一种镍基催化剂，按重量份计包括：
【技术特点总结】
1.一种镍基催化剂，以重量份计，包括： 2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，以重量份计，包括： 3.一种利用生物油制备氢气的方法，包括：步骤如下： a)、生物油与水在权利要求1-2任一项所述的镍基催化剂存在下反应，得到含氢混合气体； b)、将含氢混合气体在铜-锌催化剂存在下进行反应，得到氢气。 4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤a)中，所述生物油与水的反应温度为300-650℃。 5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：李全新、吴小平、刘俊旭、蒋培文、薛禾、朱丽娟、张以恒、金峰、夏同彦、
申请人（专利权）：中国科学技术大学，
类型：发明
国家省市: 安徽, 34
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