生物质快速裂解油制取氢气的方法技术

本发明专利技术公开了一种以生物质快速裂解油制取氢气的方法。以生物质快速裂解油油相为原料，Ｎｉ／Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］为催化剂，在适当的反应温度、反应压力、反应时间等工艺条件下，通过水蒸气催化重整，制取富含氢气的合成气，为氢气的生产提供一条途径，也为生物质裂解油的后续加工和生物质资源的开发提供基础。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是属于一种制取氢气的方法，以生物质裂解油为原料，通过水蒸气催化重整，制取富含氢气的合成气。
技术介绍
氢能是一种理想的清洁能源，其燃烧性能好，点燃快，和空气混合具有广泛的可燃范围，且燃点高，燃烧速度快，发热量高。与其他燃料相比，氢燃烧时最为清洁，除生成水和少量氮化氢外，不会产生粉尘、一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物等对环境有害的物质，少量的氮化氢经适当的处理也不会污染环境，且生成的水可以循环使用。氢可以以气态、液态和固体金属氢化物的形式出现，能适应各种应用环境的要求。氢能的利用形式很多，除用作燃料使用外，还作为原料广泛用于各种工艺生产过程。其诸多的显著优势，在世界能源结构中占有重要的位置。传统的制氢方法主要是电解水和化石燃料转化。电解水约占世界氢年产量的4％，其余主要由石油、煤炭、天然气及工业副产品转化制取。随着世界化石燃料日益枯竭，及环境问题的日益严重，全世界的研究者都开始寻找新的制氢原料及制氢工艺，并不约而同的关注起具有可再生性并储量丰富的生物质。生物质由C、H、O、N、S组成，不仅资源丰富且与矿物燃料相比具有易挥发组分高，炭活性高，硫、氮含量低(S0.1％～1.5％；N0.5％～3％)，灰分低(0.1％～3.0％)等优点。而且使用化石燃料产生大量的二氧化碳，造成全球的温室效应。而生物质因其碳来自于空气中流动的二氧化碳，可以形成循环而实现二氧化碳的零排放。因此无论是从能源角度还是环境角度，发展生物质制氢技术都具有积极和重要的意义。从80年代起，人们就考虑利用生物质制取燃料油以缓解甚至取代对石油的依赖。此项技术在过去的20年有了长足的进步，多种工艺得以发展，以达到液体的最大收率为目的。一般认为，在常压下的快速裂解是最为经济的方法。这也为制氢提供了一道新的途径。相比而言，生物质裂解油中氢含量要远高于矿石燃料，利用生物质快速裂解油制氢，如果能在技术上实现的话，规模也容易放大，参考传统的水蒸气催化重整技术，利用生物质快速裂解油制氢同样面临很多难题，如油和水蒸气的进料方式、催化剂活性、结焦、停留时间的控制等。总之，目前基本停留在理论和探索阶段。
技术实现思路
本专利技术是利用生物质裂解所得液体产物中的油相制取氢气。本专利技术的技术方案如下将生物质快速裂解油和水蒸气通入内置催化剂的高温反应器，裂解油和水蒸气的流率比为1∶5～15，温度在600℃～800℃，压力在0.1Mpa～0.2Mpa，原料在反应器内瞬间经气化、分解、重整等一系列复杂的反应，停留时间在0.01～2秒，得到富含氢气的气体产物。所述的生物质裂解油为常压下生物质快速裂解所得液体产物中的油相。该方法可添加催化剂，所用的催化剂是镍铝催化剂，成分包括镍，氧化铝和高岭土；用量为生物质快速裂解油重量的10％～50％。催化剂中镍的含量在5％～30％，载体为α氧化铝。本专利技术具有如下的有益效果生物质快速裂解油为黑色粘稠液体，具有较高的水含量和氧含量，且稳定性差而不易储存。如果用于发动机燃料则需要深度精制。作为一道新的生物质快速裂解油加工的后续工艺，利用生物质快速裂解油制取氢气，参考传统的轻油制氢和水蒸气催化重整，在适当的温度、压力等工艺条件下，可行性极具深入研究的价值。和煤炭相比，生物质快速裂解油中的氢含量要高的多，且不存在排渣等问题；和生物质直接气化制合成气相比，将生物质快速裂解成油，再以油制氢，在进料方面要容易的多，且不存在排灰渣的问题。具体实施例方式下面通过以下实施例对本专利技术做进一步的说明，但所举之例并不限制本专利技术的内容。实施例1将生物质快速裂解油和水蒸气通入反应器，反应器温度为600℃，压力0.15Mpa，生物质快速裂解油和水的体积流率比为1∶7.8，在反应器内置入镍铝催化剂，其中镍的含量为10％，用量为进油量的40％，停留时间为0.07s，原料在反应器中经气化、分解、重整等一系列复杂反应后，所得气体产物经冷凝、干燥后收集。该过程中，所得气体产物中氢气含量34.3％。实施例2其他条件和实例1相同，反应温度升至800℃，气体产物中氢气含量35.6％。实施例3其他条件和实例2相同，生物质快速裂解油和水的体积流率比变为1∶14，停留时间约0.03s，气体产物中氢气含量39.5％实施例4其他条件和实例3相同，催化剂中的镍含量变为15％，气体产物中氢气含量为42.3％。实施例5其他条件和实例4相同，生物质快速裂解油和水的体积流率比变为1∶10，停留时间约0.047s，，气体产物中氢气含量为48.3％。权利要求1.，其特征在于，将生物质快速裂解油在反应器中高温气化，并同时通过水蒸气催化重整，得到富含氢气的合成气；工艺的反应温度在600℃～800℃，压力在0.1～0.2Mpa，停留时间在0.01秒～2秒，裂解油和水蒸气的流率比为1∶5～15；所述的生物质快速裂解油为常压下生物质快速裂解所得液体产物中的油相。2.如权利要求1所述的，其特征在于，该方法可添加催化剂，所用的催化剂是镍铝催化剂，成分包括镍，氧化铝和高岭土；用量为生物质快速裂解油重量的10％～50％。3.如权利要求2中所述的，其特征在于催化剂中镍的含量在5％～30％，载体为α氧化铝。全文摘要本专利技术公开了一种以。以生物质快速裂解油油相为原料，Ni/Al文档编号C01B3/32GK1706743SQ20041002501公开日2005年12月14日 申请日期2004年6月9日 优先权日2004年6月9日专利技术者张素平, 颜涌捷, 陈 胜, 任铮伟, 李庭琛, 袁传敏 申请人:华东理工大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
生物质快速裂解油制取氢气的方法，其特征在于，将生物质快速裂解油在反应器中高温气化，并同时通过水蒸气催化重整，得到富含氢气的合成气；工艺的反应温度在６００℃～８００℃，压力在０．１～０．２Ｍｐａ，停留时间在０．０１秒～２秒，裂解油和水蒸气的流率比为１∶５～１５；　　　　所述的生物质快速裂解油为常压下生物质快速裂解所得液体产物中的油相。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张素平，颜涌捷，陈胜，任铮伟，李庭琛，袁传敏，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]