【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种载氧重整双功能催化剂的制备方法及其应用，属于催化剂和生物质气化气合成。
技术介绍
1、含碳物质的载氧催化气化技术是一种先进的转化方式，其利用载氧体中的晶格氧代替传统的气化剂，其中高性能载氧体或催化剂的开发是这一技术的关键核心。由于生物质等气化过程中容易产生大量焦油，合成气产率和品质难以提高，且容易堵塞、腐蚀下游设备，因此，高性能载氧体催化剂的开发重点在于通过催化剂活性中心的引入，降低焦油含量、提高合成气产率。
2、目前，可用于生物质、煤等化学链气化反应的载氧体主要有ni、fe、cu、mn等金属氧化物。消除焦油的方式包括裂解、氧化、重整等。专利文献cn 115069256 a公开了一种12％的nio负载在ca2fe2o5上的载氧体制备方法和在化学链气化中的应用，利用ca2fe2o5对碳氢化合物部分氧化能力强和nio还原后原位催化裂解芳香类焦油的特点，在850℃下，纤维素类固体废弃物与载氧体质量比为1，无水蒸气添加的条件下得到98.86％的碳转化率和1.03nm3/kg的合成气(co+h2)产率。然而，其所得co2产率较高，占总气体产率(co+h2+ch4+co2)的17.4％，同时容易产生积碳，这在一定程度上限制了原料的能源化资源化利用程度。专利文献cn 103484163 a公开了一种生物质双模式重整气化制备合成气的方法，速生落叶松颗粒首先与氧气发生部分氧化，之后经过热解，部分氧化和热解得到的气体产物在镍镁铝复合催化剂的作用下与水蒸气进行催化重整反应，能够有效控制合成气中焦油含量，但工艺较为复杂，且
技术实现思路
1、本专利技术旨在提供一种载氧重整双功能催化剂及其制备方法，利用氧化镍、氧化铁、氧化镁/氧化铈、氧化铝相互之间的结合和作用，在避免催化剂对生物质过度氧化的同时，通过催化焦油等物质的重整实现了制高品质合成气，提高了生物质等含碳物质气化的能量效率和产气率。
2、本专利技术是通过以下技术方案实现的：
3、本专利技术一方面提供了一种载氧重整双功能催化剂及其制备方法。所述催化剂包括复合主活性组分、助剂和载体；所述复合主活性组分主要选用氧化铁和氧化镍，所述助剂选用氧化镁或氧化铈中任一种；所述载体选用氧化铝；各组分质量含量为：
4、
5、所述制备方法包括：
6、s1，称取适量可溶性铁盐，将其溶于水得到铁盐溶液；称取适量载体，将所述铁盐溶液与所述载体进行等体积浸渍，并静置后进行干燥，然后在500℃-1200℃焙烧4-6小时，得到含铁载氧体；
7、s2，称取适量可溶性镍盐，将其溶于水得到镍盐溶液，将所述镍盐溶液与所述含铁载氧体进行等体积浸渍，静置后进行干燥，然后在800℃-1200℃焙烧4-6小时，得到中间体；
8、s3，选用并称取适量可溶性镁盐或可溶性铈盐作为助剂，将其溶于水得到助剂溶液，将所述助剂溶液与所述中间体进行等体积浸渍，静置后进行干燥，然后在800℃-1000℃焙烧4-6小时，得到所述催化剂。
9、上述技术方案中，所述可溶性铁盐选用硝酸铁；所述可溶性镍盐选用硝酸镍；所述可溶性镁盐选用硝酸镁，所述可溶性铈盐选用硝酸铈。
10、上述技术方案中，所述s1至s3的焙烧过程均选用程序升温焙烧过程，升温速率为2-5℃/min。
11、本专利技术的另一方面提供了按上述技术方案制备得到的催化剂的应用方法，将所述催化剂应用于低品质含碳物质制备高品质合成气的气化反应中，气化反应温度为800～1000℃；所述低品质含碳物质主要包括生物质、城市污泥。
12、上述技术方案中，所述低品质含碳物质制备高品质合成气的气化反应中，使适量所述催化剂与低品质含碳物质一起给入反应器中进行气化反应，反应温度为800～1000℃，气固接触时间0.5-3秒，生成高品质合成气。
13、上述技术方案中，所述高品质合成气中co和h2占比大于等于94％。
14、与现有技术相比，本专利技术包括如下有益效果和优点：
15、1)本专利技术制备得到的催化剂，高温催化性能优越，且经过60个循环后，催化剂(载氧体)依旧保持优异的活性。
16、2)本专利技术制备得到的催化剂，能够利用生物质自身热解/气化过程产生的co2/h2o与焦油等物质发生催化重整反应，避免了焦油裂解产生大量积碳导致碳利用率低等问题，也避免了添加水蒸气促进水煤气变换反应产生大量co2从而导致合成气品质下降的问题。
17、3)本专利技术制备的催化剂大幅提高了挥发分中焦油、ch4等物质的利用率，在气化反应能够达到集成热解、气化、重整等多个反应器生产高品质合成气的效果，简化了生产工艺，降低了生产成本。
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1.一种载氧重整双功能催化剂的制备方法，其特征在于，所述催化剂包括复合主活性组分、助剂和载体；所述复合主活性组分主要选用氧化铁和氧化镍，所述助剂选用氧化镁或氧化铈中任一种；所述载体选用氧化铝；各组分质量含量为：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述可溶性铁盐选用硝酸铁；所述可溶性镍盐选用硝酸镍；所述可溶性镁盐选用硝酸镁，所述可溶性铈盐选用硝酸铈。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，焙烧过程选用程序升温焙烧过程，升温速率为2-5℃/min。
4.一种如权利要求1至3任一项所述方法制备得到的载氧重整双功能催化剂的应用，其特征在于，将所述催化剂应用于低品质含碳物质制备高品质合成气的气化反应中，气化反应温度为800～1000℃。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述低品质含碳物质主要包括生物质、城市污泥。
【技术特征摘要】
1.一种载氧重整双功能催化剂的制备方法，其特征在于，所述催化剂包括复合主活性组分、助剂和载体；所述复合主活性组分主要选用氧化铁和氧化镍，所述助剂选用氧化镁或氧化铈中任一种；所述载体选用氧化铝；各组分质量含量为：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述可溶性铁盐选用硝酸铁；所述可溶性镍盐选用硝酸镍；所述可溶性镁盐选用硝酸镁，所述可溶性铈盐选用硝酸铈。
3.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：何涛，吴晋沪，王志奇，武景丽，李建青，赵瑞东，
申请(专利权)人：中国科学院青岛生物能源与过程研究所，
类型：发明
国别省市：
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