[发明专利]一种碱金属催化剂及其应用

说明书

本发明公开了一种碱金属催化剂及其应用。该碱金属催化剂由包括以下步骤的制备方法制备得到：将碱金属碳酸盐、橄榄石与水混合均匀后密封，陈化、烘干并煅烧后得到所述碱金属催化剂。本发明以碱金属为活性组分，以橄榄石为载体，通过浸渍法，以不同的原料配比、煅烧温度为基础，制备出具有比表面积大、制备方法简单、流程易操作等特点的催化剂；本发明的催化剂具有极高的催化活性，寿命时间长，价廉易得，分离回收简单，尤其使用于秸秆生物质催化热解除焦。

技术领域

本发明属于催化剂领域，更具体地，涉及一种碱金属催化剂及其应用。

背景技术

随着人类社会的不断进步和发展，人类正面临着巨大的能源与环境问题。一方面，传统的化石燃料资源总量正在日益消耗殆尽；另一方面，由于人类对化石燃料的过量使用，已引起了日益严重的环境污染等问题，例如土壤和湖泊的酸化(SO₂)和温室气体排放引起的全球气候变暖等(CO₂)。能源是经济社会发展的基础，也是影响经济社会发展的主要因素，因此在新经济增长、能源危机和环境污染的三重压力下，寻找和开发新的低污染、绿色环保的可再生能源已经迫在眉睫。生物质能源作为一种利用历史久远的可再生能源再次吸引了人们注意。生物质能有着巨大蕴含量，更重要的是生物质能具有化石燃料所不具有的可再生性以及CO₂排放平衡等特点，使其在当今能源战略体系中占据重要位置。生物质转化成为燃料的整个链条中最有效的手段就是热转化，生物质热转化技术是以生物质为原料，在高温条件下通过热化学反应将生物质转化为可燃性气体的过程。生物质热转化可将生物质原料转化为以CO和H₂为主的气体燃料，可直接转换实现燃气、热能和电能的供给。我国农业秸秆生物质储量丰富，一方面可将可再生的农业生物质转化为燃料或工业原料，供工农业使用；另一方面可避免大量的生物质资源被废弃或随意焚烧而造成环境污染，变废为宝。因此近年来对生物质能的研究和应用愈来愈引起人们的关注。开发新能源和可再生能源特别是把它们转化为高品位能源，因地制宜，多种能源互补，以逐步减少和替代化石能源的使用，是保护生态环境，走经济社会可持续发展之路的重大措施。

在生物质热转化的过程中，所产生的燃气含有大量的焦油，焦油是一种结构复杂的混合物。在高温下与合成气形成焦油气溶胶，当温度低于 200℃时凝结成深褐色的粘稠状液体，容易造成过滤器和管道堵塞。此外，焦油成分复杂，其组分多为含有1-5个苯环结构的芳香烃，甚至是结构更为复杂的多环芳烃，均为致癌物质，如不加以处理直接排放，将会对人体健康造成严重影响。为了解决以上问题，在热解炉内加入催化剂原位催化裂解的方法，采用催化裂解技术不仅可以降低生物质气化温度，而且在一定程度上改善气体成分，增加可燃成分含量。

而催化裂解研究重点则为高效，廉价催化剂的制备，因此，制备出具有比表面积大、制备方法简单、流程易操作等优点的催化剂是所要追寻的一个目标。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，以碱金属为活性组分，以橄榄石为载体，通过浸渍法，以不同的原料配比、煅烧温度为基础，制备出具有比表面积大、制备方法简单、流程易操作等特点的催化剂。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种碱金属催化剂，该碱金属催化剂由包括以下步骤的制备方法制备得到：

将碱金属碳酸盐、橄榄石与水混合加热搅拌均匀后密封，陈化、烘干并煅烧后得到所述碱金属催化剂。

作为本发明优选的实施方式，还包括将烘干后的碱金属催化剂半成品碾碎。

作为本发明优选的实施方式，混合加热搅拌的转速为15～35r/s，混合加热搅拌的温度为110-120℃，混合加热搅拌的时间为2-2.5h。

作为本发明优选的实施方式，所述碳酸盐碱金属为Na₂CO₃、K₂CO₃或Li₂CO₃。