[发明专利]一种生物质热解处理用助剂及其制法和应用

说明书

本发明公开了一种生物质热解处理用助剂及其制法和应用，所述助剂包括组分A、组分B和组分C；所述组分A为液体油浆，所述组分B为具有微波吸收性的物质，所述具有微波吸收性的物质包括生物焦和吸波陶瓷；所述组分C为具有催化裂解活性的物质，包括IA、IIA族金属盐及其氢氧化物、VIII和IB族金属盐及其氧化物。所述助剂制备方法首先将组分A和组分B混合，然后进行打浆处理，得到均匀状粘流态浆液，然后再与组分C混合打浆处理。采用所述助剂后的生物质热解气化方法可以提高合成气收率，且得到的合成气产品中焦油含量极低，工艺经济性高，具有良好应用前景。

技术领域

本发明属于生物质加工领域，涉及一种生物质热解处理用助剂及其制法和应用。

背景技术

近年来，生物质微波热解气化技术得到广泛的应用并建立了若干中试示范装置，但在具体工程实践中，生物质微波加热显现出对原料差异性容忍度小、焦油形成过快等缺点，特别是焦油会严重影响气化系统的运行。为了解决微波对原料差异性容忍度小的问题，通常将吸波剂（活性炭、生物焦、碳化硅）混入生物质旨在改善生物质的微波能量利用效率，但生物质因种类、批次、产地等因素造成的差别化微波吸收性质，会直接影响吸波剂辅助微波加热的效果，而且有研究表明，添加不合适及不适量的吸波剂会抑制生物质的微波吸收性能进而影响整体热解效率，如何合理使用吸波剂仍是困扰生物质微波热解技术的难题之一。

针对焦油形成过快的问题，通常是在热解反应器外增设焦油裂解反应系统对气化产物进行在线提质，但对催化剂耐受性要求较高，常规ZSM-5、Me_xO_y、Me/Al₂O₃等催化剂仍存在时效性差的问题；反应器内催化是在生物质热解过程中原位催化脱除焦油，是一种理想脱除焦油的方法，但鉴于热解工况的恶劣条件，通常使用的廉价催化剂（焦炭、天然矿石）存在焦油脱除不彻底以及失活快的共性问题。

201810126555.9将生物质原料、炭化料进行混合，在热固性胶粘剂的作用下挤压成型，然后将上述挤压成型的物料再与金属类或金属氧化物催化剂共混后进行微波热解，得到高品质的生物炭产品和气化产物，而且热解过程中并没有明显的焦油产生，具有产品品质高和热解过程环境友好的优势。201811022722.1直接将AnBm型金属混合物负载到具有吸波性能的兰炭末并与热解物料均匀混合，在微波场中形成均匀的热点，使得物料整体温度分布更加均匀，而负载在兰炭上的催化活性组分处于高能量场中，增强了催化活性点位，大大降低催化剂成本，不引入过多杂质。但上述方法中普遍加入具有催化活性的金属氧化物和金属混合物，存在金属催化剂回收困难以及影响生物炭产品品质等瓶颈问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种生物质热解处理用助剂及其制备方法和应用，采用所述助剂后的生物质热解气化方法可以提高合成气收率，且得到的合成气产品中焦油含量极低，工艺经济性高，具有良好应用前景。解决了现有以生物质为原料热解制备合成气工艺中合成气收率低和品质差的问题。

本发明第一方面提供一种生物质热解处理用助剂，所述助剂包括组分A、组分B和组分C；

所述组分A为液体油浆，优选为能够在常压和200～600℃下发生焦化反应的液体油浆，所述的液体油浆可以是来自裂解焦油、催化油浆、生物炼制过程的热解焦油、煤干馏过程的重质焦油中的一种或几种，优选为生物炼制过程的热解焦油；其中所述来自生物炼制过程的热解焦油包括任何生物焦油，具体可以为秸秆焦油、林木焦油、麦秆焦油、稻壳焦油、微藻焦油、海藻焦油中的一种或几种；裂解焦油为城镇工业和生活废弃物处理过程得到的焦油，具体可以为轮胎焦油、塑料焦油、树脂焦油、涂料焦油、厨余焦油中的一种或几种；所述煤干馏过程的重质焦油可以为低温煤焦油、中温煤焦油和高温煤焦油中的一种或几种；催化油浆包括但不限于以下几种原料的裂化油浆，例如减压渣油、常压渣油、乙烯焦油等；所述组分A进一步优选为林木焦油和海藻焦油，其中林木焦油和海藻焦油的质量比为1～10：1。