專利名稱：生物質快速裂解油制取氫氣的方法
技術領域：
本發(fā)明是屬于一種制取氫氣的方法，以生物質裂解油為原料，通過水蒸氣催化重整，制取富含氫氣的合成氣。
背景技術：
氫能是一種理想的清潔能源，其燃燒性能好，點燃快，和空氣混合具有廣泛的可燃范圍，且燃點高，燃燒速度快，發(fā)熱量高。與其他燃料相比，氫燃燒時最為清潔，除生成水和少量氮化氫外，不會產生粉塵、一氧化碳、二氧化碳、碳氫化合物、鉛化物等對環(huán)境有害的物質，少量的氮化氫經適當的處理也不會污染環(huán)境，且生成的水可以循環(huán)使用。氫可以以氣態(tài)、液態(tài)和固體金屬氫化物的形式出現，能適應各種應用環(huán)境的要求。氫能的利用形式很多，除用作燃料使用外，還作為原料廣泛用于各種工藝生產過程。其諸多的顯著優(yōu)勢，在世界能源結構中占有重要的位置。
傳統(tǒng)的制氫方法主要是電解水和化石燃料轉化。電解水約占世界氫年產量的4％，其余主要由石油、煤炭、天然氣及工業(yè)副產品轉化制取。隨著世界化石燃料日益枯竭，及環(huán)境問題的日益嚴重，全世界的研究者都開始尋找新的制氫原料及制氫工藝，并不約而同的關注起具有可再生性并儲量豐富的生物質。生物質由C、H、O、N、S組成，不僅資源豐富且與礦物燃料相比具有易揮發(fā)組分高，炭活性高，硫、氮含量低(S0.1％～1.5％；N0.5％～3％)，灰分低(0.1％～3.0％)等優(yōu)點。而且使用化石燃料產生大量的二氧化碳，造成全球的溫室效應。而生物質因其碳來自于空氣中流動的二氧化碳，可以形成循環(huán)而實現二氧化碳的零排放。因此無論是從能源角度還是環(huán)境角度，發(fā)展生物質制氫技術都具有積極和重要的意義。
從80年代起，人們就考慮利用生物質制取燃料油以緩解甚至取代對石油的依賴。此項技術在過去的20年有了長足的進步，多種工藝得以發(fā)展，以達到液體的最大收率為目的。一般認為，在常壓下的快速裂解是最為經濟的方法。這也為制氫提供了一道新的途徑。相比而言，生物質裂解油中氫含量要遠高于礦石燃料，利用生物質快速裂解油制氫，如果能在技術上實現的話，規(guī)模也容易放大，參考傳統(tǒng)的水蒸氣催化重整技術，利用生物質快速裂解油制氫同樣面臨很多難題，如油和水蒸氣的進料方式、催化劑活性、結焦、停留時間的控制等?？傊壳盎就Ａ粼诶碚摵吞剿麟A段。

發(fā)明內容
本發(fā)明是利用生物質裂解所得液體產物中的油相制取氫氣。
本發(fā)明的技術方案如下將生物質快速裂解油和水蒸氣通入內置催化劑的高溫反應器，裂解油和水蒸氣的流率比為1∶5～15，溫度在600℃～800℃，壓力在0.1Mpa～0.2Mpa，原料在反應器內瞬間經氣化、分解、重整等一系列復雜的反應，停留時間在0.01～2秒，得到富含氫氣的氣體產物。
所述的生物質裂解油為常壓下生物質快速裂解所得液體產物中的油相。
該方法可添加催化劑，所用的催化劑是鎳鋁催化劑，成分包括鎳，氧化鋁和高嶺土；用量為生物質快速裂解油重量的10％～50％。
催化劑中鎳的含量在5％～30％，載體為α氧化鋁。
本發(fā)明具有如下的有益效果生物質快速裂解油為黑色粘稠液體，具有較高的水含量和氧含量，且穩(wěn)定性差而不易儲存。如果用于發(fā)動機燃料則需要深度精制。作為一道新的生物質快速裂解油加工的后續(xù)工藝，利用生物質快速裂解油制取氫氣，參考傳統(tǒng)的輕油制氫和水蒸氣催化重整，在適當的溫度、壓力等工藝條件下，可行性極具深入研究的價值。和煤炭相比，生物質快速裂解油中的氫含量要高的多，且不存在排渣等問題；和生物質直接氣化制合成氣相比，將生物質快速裂解成油，再以油制氫，在進料方面要容易的多，且不存在排灰渣的問題。
具體實施例方式
下面通過以下實施例對本發(fā)明做進一步的說明，但所舉之例并不限制本發(fā)明的內容。
實施例1將生物質快速裂解油和水蒸氣通入反應器，反應器溫度為600℃，壓力0.15Mpa，生物質快速裂解油和水的體積流率比為1∶7.8，在反應器內置入鎳鋁催化劑，其中鎳的含量為10％，用量為進油量的40％，停留時間為0.07s，原料在反應器中經氣化、分解、重整等一系列復雜反應后，所得氣體產物經冷凝、干燥后收集。該過程中，所得氣體產物中氫氣含量34.3％。
實施例2其他條件和實例1相同，反應溫度升至800℃，氣體產物中氫氣含量35.6％。
實施例3其他條件和實例2相同，生物質快速裂解油和水的體積流率比變?yōu)?∶14，停留時間約0.03s，氣體產物中氫氣含量39.5％實施例4其他條件和實例3相同，催化劑中的鎳含量變?yōu)?5％，氣體產物中氫氣含量為42.3％。
實施例5其他條件和實例4相同，生物質快速裂解油和水的體積流率比變?yōu)?∶10，停留時間約0.047s，，氣體產物中氫氣含量為48.3％。
權利要求
1.生物質快速裂解油制取氫氣的方法，其特征在于，將生物質快速裂解油在反應器中高溫氣化，并同時通過水蒸氣催化重整，得到富含氫氣的合成氣；工藝的反應溫度在600℃～800℃，壓力在0.1～0.2Mpa，停留時間在0.01秒～2秒，裂解油和水蒸氣的流率比為1∶5～15；所述的生物質快速裂解油為常壓下生物質快速裂解所得液體產物中的油相。
2.如權利要求1所述的生物質快速裂解油制取氫氣的方法，其特征在于，該方法可添加催化劑，所用的催化劑是鎳鋁催化劑，成分包括鎳，氧化鋁和高嶺土；用量為生物質快速裂解油重量的10％～50％。
3.如權利要求2中所述的生物質快速裂解油制取氫氣的方法，其特征在于催化劑中鎳的含量在5％～30％，載體為α氧化鋁。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以生物質快速裂解油制取氫氣的方法。以生物質快速裂解油油相為原料，Ni/Al
文檔編號C01B3/32GK1706743SQ20041002501
公開日2005年12月14日 申請日期2004年6月9日 優(yōu)先權日2004年6月9日
發(fā)明者張素平, 顏涌捷, 陳 勝, 任錚偉, 李庭琛, 袁傳敏 申請人:華東理工大學