The invention discloses a catalyst for preparing methane from biomass and coal, and a preparation method and application thereof, belonging to the field of catalyst preparation and application. The catalyst is supported on active coke with active components of nickel, cerium or yttrium, auxiliary iron oxide and calcium oxide. The catalyst preparation method includes the preparation of low order coal with binder and iron oxide powder to make active coke, and then impregnated the active component and calcium oxide by multiple impregnation. The catalyst is directly mixed with biomass and coal to form methane through water vapor reaction. The active coke prepared from low rank coal can provide both porous and large surface carrier, and can reduce the preparation cost of the catalyst, and the catalyst can catalyze the pyrolysis of biomass and coal, water gas change reaction and methanation reaction at the same time.
【技术实现步骤摘要】
一种生物质与煤制甲烷的催化剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种生物质与煤制甲烷的催化剂及其制备方法和应用,属于催化剂制备和应用领域。
技术介绍
随着全球能源消费总量的增加,石油、煤等不可再生资源的紧缺已经成为制约社会发展的关键因素。同时,石油、煤等在利用过程中产生的二氧化碳、二氧化硫等对环境产生了严重的威胁。因此发展可再生能源已经成为社会发展的紧迫任务。生物质作为可再生资源,因其资源丰富、可再生等引起了研究者的注意。生物质与水蒸汽反应生成甲烷技术是生物质能源清洁利用的有效途径,该过程中生成的甲烷气体,作为一种清洁能源能够缓解化石能源为环境带来的压力,从根本上改善环境质量。中国专利CN102527395A公开了一种新型甲烷化催化剂制备方法,催化剂载体是对球型活性氧化铝进行改进,使其变成球型锌铝尖晶石载体,然后经过重复浸渍、干燥、煅烧制成NiO-La2O3/ZnAl2O4甲烷化催化剂。制备的催化剂在低温条件下甲烷化程度高,但是在高温条件下易积碳失活。中国专利CN102824918A公开了一种氧化石墨烯稀土复合甲烷催化剂,该催化剂是由甲烷催化剂和石墨烯复合而成,并且甲烷催化剂为钙钛矿型甲烷催化剂、六铝酸盐型甲烷催化剂或金属氧化物甲烷催化剂。采用该种催化剂能够有效地降低甲烷起燃温度,提高甲烷燃烧速率,具有制备工艺简单,耐高温等优势。但是在工业应用中,石墨烯价格昂贵,不适宜工业化生产。中国专利CN104907075A公开了一种耐高温的甲烷化催化剂制备方法,以六铝酸钡为载体,镍为活性组分,稀土金属为助催化剂,然后利用微波、沉淀等技术制备出催化剂载体,再通过添加氧化 ...
【技术保护点】
一种生物质与煤制甲烷的催化剂,其特征在于:以活性焦为催化剂载体,以镍、铈或钇金属为活性组分,铁、钙为助催化剂,其中镍、铈或钇的氧化物含量为3.1~7.5wt%,氧化铁含量为2.2~4.9wt%,氧化钙含量为3.0~5.4wt%,其余为活性焦;所述活性组分选取镍、铈或钇中的任意两种或三种;所述的生物质与煤制甲烷的催化剂的制备方法,包括以下步骤:(1)将低阶煤样破碎、筛分成粒度≤5mm的粉煤,再将粉煤与粘结剂和一定量的氧化铁粉末进行混合,混匀后装入成型模具,进行冷压成型,成型后的煤样自然干燥;(2)将干燥后的煤样在流速为60~90mL/min N2气流下于700~750℃高温炭化35~40min,冷却,然后在水蒸汽氛围下于500~550℃活化20~50min后,继续升温至700~800℃,在N2氛围下活化15~25min,得到催化剂载体活性焦;(3)将活性焦浸渍在活性组分镍、铈或钇的醇类溶液中,50~70℃恒温浸渍3~5h,放入110℃干燥箱中干燥至恒重,然后在氩气氛围下于微波中加热煅烧15~20min;(4)将煅烧后的样品在5.3~9.2wt%的醋酸钙溶液中浸渍5~6h,放入110℃干燥 ...
【技术特征摘要】
1.一种生物质与煤制甲烷的催化剂,其特征在于:以活性焦为催化剂载体,以镍、铈或钇金属为活性组分,铁、钙为助催化剂,其中镍、铈或钇的氧化物含量为3.1~7.5wt%,氧化铁含量为2.2~4.9wt%,氧化钙含量为3.0~5.4wt%,其余为活性焦;所述活性组分选取镍、铈或钇中的任意两种或三种;所述的生物质与煤制甲烷的催化剂的制备方法,包括以下步骤:(1)将低阶煤样破碎、筛分成粒度≤5mm的粉煤,再将粉煤与粘结剂和一定量的氧化铁粉末进行混合,混匀后装入成型模具,进行冷压成型,成型后的煤样自然干燥;(2)将干燥后的煤样在流速为60~90mL/minN2气流下于700~750℃高温炭化35~40min,冷却,然后在水蒸汽氛围下于500~550℃活化20~50min后,继续升温至700~800℃,在N2氛围下活化15~25min,得到催化剂载体活性焦;(3)将活性焦浸渍在活性组分镍、铈或钇的醇类溶液中,50~70℃恒温浸渍3~5h,放入110℃干燥箱中干燥至恒重,然后在氩气氛围下于微波中加热煅烧15~20min;(4)将煅烧后的样品在5.3~9.2wt%的醋酸钙溶液中浸渍5~6h,放入110℃干燥箱中干燥至恒重,然后在氩气氛围下于微波中加热煅烧15~30min,得到催化剂。2.根据权利要求1所述的生物质与煤制甲烷的催化剂的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中低阶煤为褐煤或长焰煤中的任意一种或者两种的任...
【专利技术属性】
技术研发人员:王金华,郑佩佩,王朝,孟光,刘江南,
申请(专利权)人:王金华,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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