一种生物质秸秆气耦合天然气催化重整制备CO和H2的方法

本发明属于气体净化领域，具体涉及到一种生物质秸秆气耦合天然气催化重整制备co和h2的方法。

背景技术：

1、固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell，sofc)是一种能源转换装置，可以通过氢与氧的电化学反应将化学能转换为电能和热能。由于氢与氧的电化学反应产物仅有水，因此，sofc能够实现真正意义上的“零排放”，与清洁能源的发展方向高度契合；同时，sofc突破了卡诺循环理论的限制，具有高能量转换效率。

2、固体氧化物燃料电池主要有阳极、阴极和电解质组成，阳极的主要原料为co和h2，阴极的主要原料为o2，可以直接暴露在空气中，因此阳极的原料来源制约着固体氧化物燃料电池的成本、效率和寿命。

3、固体氧化物燃料电池阳极工作的主要原料为co和h2，该原料的来源制约着固体氧化物燃料电池的工作效率和使用寿命，该原料来源的成本更制约着固体氧化物燃料电池生产电能的成本，因此，低廉的生物质秸秆气耦合天然气重整制备的co和h2原料，既能明显降低生产成本，又能脱除商用天然气的含硫量，产出符合固体氧化物燃料电池阳极工作需求的co和h2，满足固体氧化物燃料电池阳极的原料需求。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。

3、因此，本发明的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种生物质秸秆气耦合天然气催化重整制备co和h2的方法。

4、为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种生物质秸秆气耦合天然气催化重整制备co和h2的方法，包括，

5、将农作物秸秆切碎成小段，低温烘焙至含水率低于10％，制得预处理后的农作物秸秆；

6、以炼铝废渣为催化剂载体，真空浸渍负载有效活性组分，制得催化剂，其中活性组分为mo、ni、co、fe中的一种或者两种；

7、将催化剂和秸秆混合，搅拌均匀，放入反应炉内部，加热至600～800℃直接气化，气化30～50min后，直接通入天然气、水蒸气进行催化重整，在催化剂的作用下，进行干、湿重整，产出富含co、h2的气体。

8、作为本发明所述方法的一种优选方案，其中：所述将农作物秸秆切碎成小段，其中，农作物秸秆切碎成小于1～2cm。

9、作为本发明所述方法的一种优选方案，其中：所述真空浸渍负载有效活性组分，制得催化剂，包括，

10、用水配制单活性组分或者多活性组分可溶性盐金属，制得可溶性盐溶液；

11、在室温搅拌状态下，将催化剂载体加入上述可溶性盐溶液中，然后通过抽真空，陈化浸渍12～24h；

12、经过陈化后烘干，在研钵中研磨成粉末，制得催化剂。

13、作为本发明所述方法的一种优选方案，其中：所述催化剂，其中，活性组分相对于炼铝废渣为催化剂载体的质量百分比为1～4％。

14、作为本发明所述方法的一种优选方案，其中：所述催化剂中活性组分为金属mo和co，活性组分相对于炼铝废渣为催化剂载体的质量百分比为4％，金属mo和co的质量比为1:3。

15、作为本发明所述方法的一种优选方案，其中：所述将催化剂和秸秆混合，其中，秸秆和催化剂的比例为1000g：8～10g。

16、作为本发明所述方法的一种优选方案，其中：所述直接通入天然气、水蒸气进行催化重整，其中，天然气、水蒸气与秸秆的比例为40～50ml：20～30ml：1000g。

17、作为本发明所述方法的一种优选方案，其中：所述天然气、水蒸气与秸秆的比例为40ml：30ml：1000g。

18、作为本发明所述方法的一种优选方案，其中：所述抽真空，其中，真空度维持在0.1mpa。

19、本发明有益效果：

20、(1)本发明的提供一种固体氧化物燃料电池用生物质秸秆气耦合天然气催化重整、制备co和h2的制备方法及工艺，解决为固体氧化物燃料电池阳极提供质优价廉co和h2原料气的问题。

21、(2)本发明通过对生物质秸秆进行气化预处理得到秸秆气，然后耦合天然气和水蒸气在炼铝废渣催化剂作用下，重整制备co和h2，既利用了廉价的秸秆，又得到富集的co和h2，为固体氧化物燃料电池阳极提供原料气。

技术特征：

1.一种生物质秸秆气耦合天然气催化重整制备co和h2的方法，其特征在于：包括，

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述将农作物秸秆切碎成小段，其中，农作物秸秆切碎成小于1～2cm。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述真空浸渍负载有效活性组分，制得催化剂，包括，

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述催化剂，其中，活性组分相对于炼铝废渣为催化剂载体的质量百分比为1～4％。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述催化剂中活性组分为金属mo和co，活性组分相对于炼铝废渣为催化剂载体的质量百分比为4％，金属mo和co的质量比为1:3。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述将催化剂和秸秆混合，其中，秸秆和催化剂的比例为1000g：8～10g。

7.如权利要求1或6所述的方法，其特征在于：所述直接通入天然气、水蒸气进行催化重整，其中，天然气、水蒸气与秸秆的比例为40～50ml：20～30ml：1000g。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述天然气、水蒸气与秸秆的比例为40ml：30ml：1000g。

9.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述抽真空，其中，真空度维持在0.1mpa。

技术总结
本发明公开了一种生物质秸秆气耦合天然气催化重整制备CO和H2的方法，将生物质秸秆气化后的秸秆气掺混天然气进行催化重整，能明显制备纯度较高不含硫组分的CO和H2，为固体氧化物燃料电池阳极工作提供原料；固体氧化物燃料电池阳极工作的主要原料为CO和H2，该原料的来源制约着固体氧化物燃料电池的工作效率和使用寿命，该原料来源的成本更制约着固体氧化物燃料电池生产电能的成本，因此低廉的生物质秸秆气耦合天然气重整制备CO和H2，能明显降低生产成本，产出符合固体氧化物燃料电池阳极工作需求较高CO和H2，满足固体氧化物燃料电池阳极的原料需求。

技术研发人员：杨延涛,李媛娜,雷廷宙,孙堂磊,任素霞,董莉莉,刘鹏,曲霞,沈钇琳,宋磊
受保护的技术使用者：常州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8