[发明专利]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，所述生物焦气化催化剂包括碱金属卤化物和碱土金属硫酸盐。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硫酸盐。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

生物质能作为一种新型绿色能源，具有来源广泛、价格低廉、有害元素含量较低等优点，被认为是最有可能替代化石燃料的能源。生物质热解和生物质气化是生物质现代化利用方式中备受关注的两种技术。生物质热解技术可将生物质热解产物转化为高品质的工业品能源，实现化学品的转化利用，其中作为热解气化的固体产物半焦，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。生物质气化过程包含生物质热解和半焦气化两部分，其中，生物焦的气化速率决定了生物质的气化过程，生物焦的气化是生物质气化过程的核心。

生物焦的水蒸气气化是最常见的气化方式之一，以水蒸气作为气化介质，将半焦中的C转化成H₂、CO、CO₂及CH₄等气体。由于生物质炭的挥发分含量低，气化制得的合成气基本不含焦油，因此非常适合制备洁净的合成气，同时可以进一步解决生物质半焦的利用问题。

生物焦直接与水蒸气进行气化反应时，反应活性低，需要添加气化催化剂提高生物焦的反应活性，碱金属类催化剂是目前为止对生物焦催化气化性能提升幅度最高的一类催化剂，尤其是碳酸钾的催化效果最为显著。虽然碳酸钾作为生物焦气化催化剂时催化活性较好，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。因此寻找高效、廉价的催化剂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硫酸盐。

上述生物焦气化催化剂中，所述碱金属卤化物和碱土金属硫酸盐的质量比为10：1～1：3，优选5：1～1：1。

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

上述生物焦气化催化剂中，所述碱金属卤化物中的碱金属元素可以是锂、钠、钾、铷、铯、钫中的一种或几种；所述碱金属卤化物中的卤素可以是氟、氯、溴、碘中的一种或几种，进一步具体的碱金属卤化物可以选自于氯化锂、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、氟化钾、氟化钠、溴化钠、溴化钾、碘化钾、碘化钠中的一种或几种。

本发明第二方面提供一种生物焦催化原料，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硫酸盐。

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。