[发明专利]利用纳米氧化钙负载Ni0催化生物质/塑料共气化制氢的方法

说明书

利用纳米氧化钙负载Ni⁰催化生物质/塑料共气化制氢的方法，利用纳米CaCO₃浸渍Ni₂(NO)₃溶液负载Ni²⁺，再在氢气气氛下高温加热纳米碳酸钙使其分解，同时使Ni²⁺还原成Ni⁰，得到负载Ni⁰的纳米CaO，用于催化生物质/塑料共气化过程以提高生物质/塑料共气化H₂产率并减少结焦；生物质/塑料于650℃共气化时纳米CaO通过反应CaO+CO₂→CaCO₃实时吸附气体中CO₂，促使生物质/塑料共气化制氢反应平衡向右移动，从而提高气相产物中H₂含量；共气化完成后的负载Ni的CaCO₃在850℃及H₂气氛中加热再生，重新得到负载Ni⁰的纳米CaO(Ni‑CaO)，从而有效提高原料利用率。

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，尤其涉及一种利用纳米氧化钙负载Ni⁰催化生物质/塑料共气化制氢的方法。

背景技术

农林生产加工废弃的生物质(如木屑、秸杆等)及工业生产废弃的塑料(如聚乙烯、聚丙烯等)来源极为丰富，而此类生物质和废塑料也是城市垃圾的主要组成部分，通常采用填埋、焚烧等方法处理废弃的生物质及塑料不仅占用大量的土地，同时也带来较严重的环境污染。利用气化将废弃生物质及塑料转化为高附加值燃气或富氢合成气是极为有效的处理方法，但生物质气化时所得气体热值较低，塑料分解温度高，气化时易结焦；利用生物质/塑料共气化技术使生物质与塑料同时转化，可得到具有高热值气体，同时有效减少气化结焦，因此成为具有良好应用前景的新技术。

生物质/塑料共气化所得产物气体主要成分包括H₂、CH₄、CO和CO₂，利用Ni催化剂催化生物质/塑料共气化过程可得到高含氢量的富氢合成气，富氢合成气可用于F-T合成制备烃类燃料，也可用于生产醇类等化学品。

目前用于生物质/塑料共气化制氢的Ni催化剂通常利用氧化铝为催化剂载体，但此类Ni催化剂成本较高，且在气化时易于积碳结焦，进而导致Ni催化剂失活，从而影响其催化效果，也由此降低了生物质/塑料共气化制备H₂的产率。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种利用纳米氧化钙负载Ni⁰催化生物质/塑料共气化制氢的方法，以解决上述背景技术中的缺点。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

利用纳米氧化钙负载Ni⁰催化生物质/塑料共气化制氢的方法，具体步骤如下：

(1)制备负载Ni⁰的纳米氧化钙

1)将适量纳米CaCO₃加至Ni₂(NO)₃溶液中，于室温下充分搅拌12h混匀得固相产物，而后将固相产物过滤分离，于110℃条件下真空干燥后，再进一步研磨分散，得负载Ni²⁺的纳米氧化钙；

2)将步骤1)制备的负载Ni²⁺的纳米氧化钙置于高温炉中，在氢气气氛下高温加热，促使纳米碳酸钙分解成CaO，同时使Ni²⁺还原成Ni⁰，得负载Ni⁰的纳米氧化钙；

(2)将干生物质粉末、塑料粉末及步骤2)制备的负载Ni⁰的纳米氧化钙按照一定质量比充分混匀后，加至管式反应器中，通N₂载气吹扫30min；