[发明专利]利用厌氧发酵副产物制备生物炭及氢气的方法

权利要求书

1.一种利用厌氧发酵副产物制备生物炭及氢气的方法，包括：

将秸秆一、接种泥、蒸馏水混合后厌氧发酵，得到发酵后的混合产物，其中，所述秸秆一的长度为2～3cm，所述秸秆一与接种泥的质量比为1:30，所述秸秆一与蒸馏水的质量比为1:20，所述厌氧发酵的发酵温度为20～25℃；

从混合产物中分离发酵后的秸秆得到秸秆二；

将所述秸秆二进行洗涤、干燥，所述秸秆二的目数为40～80目；

将所述秸秆二炭化，得到比表面积为240～288m²/g的生物炭；

从混合产物中分离回收沼液，将得到的沼液进行加压催化反应，包括：

将沼液和催化剂加入到反应器中反应，将所述反应器密封，通入氮气排出空气，加热搅拌反应2.5-3h后收集气体，所述收集气体即为氢气，其中，所述催化剂的浓度为2-5g/L，所述搅拌速率为200-300r/min。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述秸秆一为风干后的秸秆。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述厌氧发酵是在厌氧发酵罐中实现的；

所述接种泥为厌氧发酵罐排泥；

发酵时间为7～14天；每隔10～14h搅拌一次物料；

所述厌氧发酵过程中厌氧环境是通过通入惰性气体实现的；

所述惰性气体包括氮气。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述炭化步骤是在热解制炭设备中实现；

所述热解制炭设备包括高温管式炉；

所述炭化步骤中高温管式炉的制炭温度为750-850℃，热解制炭时间为50-70min。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述将得到的沼液加压催化反应后收集气体步骤具体包括：在沼液中加入催化剂后在加压条件下反应后冷却收集气体。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

所述反应压力为1.5-5.0Mpa；

所述反应温度为150-250℃；

所述反应时间为3h。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，

所述反应压力为2.5-3.0MPa；

所述反应温度为200-250℃。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

所述催化剂的制取方法为：采用等体积浸渍法制取负载型镍基催化剂，在氢气气氛下还原后得到黑色粉末状固体，即为所述催化剂。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，

所述催化剂的制取方法具体包括如下步骤：

1)用等体积浸渍法制备负载型镍基催化剂：将硝酸镍加入蒸馏水中搅拌15-25min，加入催化剂载体搅拌15-25min，在85-95℃下烘干取出，得到固体A；

2)在氢气氛围下，将步骤1)中得到固体A在550-650℃下还原2.5-3.5h得到黑色粉末状固体B，固体B即为所述催化剂；

所述负载型镍基催化剂中Ni含量为15-20wt％。

10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

所述催化剂载体为CeO₂载体或Al₂O₃载体；

所述CeO₂载体制备方法为：将硝酸铈在550-650℃下烘焙1.5-2.5h，得到CeO₂载体；

所述反应器为带有加温加压及搅拌装置的微型反应釜；

所述冷却收集气体中冷却步骤是采用冰浴冷却的方法实现的。