本發(fā)明屬于加氫技術領域,具體涉及一種用于處理衍生自垃圾的生物油的催化劑系統(tǒng)。
背景技術:
我國城市生活垃圾每年以超過10%的速度迅猛增加,如果對這些垃圾不能妥善的處理和處置,那其中的有毒有害物質(重金屬、病原微生物等)就會通過一定的環(huán)境介質如土壤、大氣、地表或地下水進入生態(tài)系統(tǒng)中并形成污染。這不僅會破壞生態(tài)環(huán)境,導致不可逆的生態(tài)變化,而且還會對動植物安全以及人類的健康造成危害。
目前垃圾處理只能通過焚燒處理來減少垃圾容量。焚燒處理法會產生二噁英等各種危害環(huán)境的污染物質,安全的垃圾焚燒處理設備價格高、投資規(guī)模大,焚燒處理只能通過處理費用來維持運營,一般垃圾中樹脂、塑料類占10%左右,剩下的就是餐廚、紙、木片等。
由垃圾生產生物油受到關注。但是,生物質油同時具有黏度大、酸值高、含氧量高、熱值低等缺點,因而嚴重限制了其大應用范圍,必須通過改性的方式對其進行品質的提升。目前,生物質油改性的方法很多,主要包括催化加氫、催化裂解、催化酯化、精餾、水蒸氣重整等,其中催化加氫被看作是一種比較經濟有效的手段,因為它可以明顯地提高其中的氫含量,從而提高生物質油的熱值。
CN104722329A公開了一種生物油脂催化加氫制備烷烴的催化劑,以含量為10%~50%的非貴金屬鎳金屬鹽、鉬金屬鹽、鈷金屬鹽、鎢金屬鹽作為活性組分,改性分子篩/氧化鋁作為催化劑載體;將催化劑載體擔載含量為10%~50%鉬、鎳、鈷、鎢中的一種或兩種以上混合,獲得生物油脂加氫精制催化劑前驅體;將該前驅體在300-600℃氫氣氣氛下活化2-6h,得到生物油脂催化加氫制備烷烴的催化劑。
CN105854872A公開了一種用于生物油加氫脫氧的催化劑及其制備方法,制備方法為:取經過焙燒的浸漬有活性組分的催化劑載體,使其吸附含氧無機酸,并經高溫干燥處理,之后進行硫化處理,即得產品;其中,所述活性組分主要由VB族金屬中的一種或多種與VIIB族金屬中的一種或多種組成。
CN105413723A公開了一種非負載型鎳基生物油加氫脫氧催化劑的制備方法,屬于催化劑合成技術領域。首先,將表面活性劑、尿素和可溶性鎳鹽、可溶性磷鹽或(和)可溶性鎢鹽分別用水溶解,在100~300℃條件下晶化2~16h,然后將過濾后的濾渣分別用水和無水乙醇洗滌,干燥后即得非負載型鎳基催化劑,最后將非負載型鎳基催化劑和生物油放入間歇反應器中,在氫氣壓力2~4MPa,溫度100~250℃條件下進行加氫脫氧反應1~10h,得到生物油加氫脫氧產物。
CN102606236A公開了一種內置蒸汽管式垃圾處理廢熱發(fā)電系統(tǒng),包括有垃圾氣化爐和汽輪蒸汽發(fā)電裝置,其中,汽輪蒸汽發(fā)電裝置包括有蒸汽發(fā)生器、蒸汽排出管、蒸汽包、汽輪機和發(fā)電機,蒸汽包、汽輪機和發(fā)電機依次連接,其特征在于:所述蒸汽發(fā)生器設在垃圾氣化爐內;蒸汽發(fā)生器是由上環(huán)形管、多個直管和下環(huán)形管構成的圓柱籠形結構,每個直管的兩端分別和上環(huán)形管和下環(huán)形管相連通;所述上環(huán)形管與蒸汽排出管的一端連通,蒸汽排出管的另一端與蒸汽包相連通,所述下環(huán)形管上連通有進水管。
CN104976621A公開了一種生活垃圾熱解氣化爐,爐體由外向內包括焚燒爐外殼、耐火磚層、焚燒爐內膽;爐體底部設有排渣部件,水密封部件;爐體上部設有空氣進氣口、可燃氣出口;爐體底部設有水蒸氣進口;爐體頂部設有水蒸氣出口;在耐火磚層和焚燒爐內膽之間設有一中空夾層;該夾層底部與爐體內底部連通,該夾層上部與可燃氣出口連通;該夾層中設有空氣進氣通道,該空氣進氣通道上部與爐體上部所設的空氣進氣口連通,空氣進氣通道的下部與爐體內底部連通。
CN204325273U公開了一種以水蒸汽為氣化介質的垃圾等離子體氣化爐,包括上部的垃圾氣化室與下部的高溫水蒸汽發(fā)生室,垃圾氣化室與高溫水蒸汽發(fā)生室之間設置有間隔排列的水冷爐拱,水冷爐拱將垃圾氣化室與高溫水蒸汽發(fā)生室分開;所述高溫水蒸汽發(fā)生室的內壁周向布置兩個等離子體炬,采用低溫水蒸汽作為等離子體炬的工作氣體。
CN102746903A公開了一種把生活垃圾干餾-氣化爐分割成多個標準干餾處理單元,根據(jù)不同處理能力的需要,組合成大型的生活垃圾干餾-氣化爐,標準干餾處理單元為立方形爐體,上方設置垃圾的干餾段和干燥段,利用垃圾處于無氧狀態(tài)下先把垃圾干餾,分解出干餾煤氣和碳化物殘渣,碳化物在下方燃燒層燃燒產生高溫,以水蒸汽和空氣作氣化劑,還原層高溫狀態(tài)下的碳化物把燃燒產生的CO2和水蒸氣還原,生成氣化煤氣,就不產生二噁英;高溫的氣化煤氣在上升的過程中把垃圾干餾段的垃圾加熱、干餾,繼續(xù)上升把干燥段的垃圾加烘干,把垃圾中的有機物轉變?yōu)榍鍧嵢細?,收集干餾煤氣和氣化煤氣進行利用,實現(xiàn)無二噁英、無廢氣排放。
WO2011/000513A1公開了一種綜合垃圾處理系統(tǒng)和方法,其包括可燃垃圾源的使用,用于從可回收材料中分離所述的可燃垃圾的分離器,用于將所述的可燃垃圾干燥以產生熱解原料的真空干燥器和用于將所述的熱解原料高溫分解以生成焦炭和熱解氣體的熱解器。
GB2006/002409A公開了一種用于處理垃圾的方法,所述方法包括:(i)(a)氣化步驟,所述氣化步驟包括在氧和蒸汽存在下在氣化單元中處理所述垃圾,以產生廢氣和炭,或者(b)熱解步驟,所述熱解步驟包括在熱解單元中處理所述垃圾,以產生廢氣和炭;和(ii)等離子體處理步驟,所述等離子體處理步驟包括在氧存在下和任選地在蒸汽存在下在等離子體處理單元中對所述廢氣和炭進行等離子體處理。
“生物質快速熱解制備生物油”,朱錫鋒等,科技導報,2007,25(21):69-75,通過元素分析及改性油結構分析可以從總體上把握催化加氫的效果,同時為研究生物質原油中的單一組分在MoS2的催化條件下,發(fā)生加氫脫氧反應提供很好的理論指導從而提高生物質原油產率。
“淺析城市生活垃圾的資源化處理方式”,章備,中國市政工程,2013年6月,第3期(總第166期),53-55,介紹了城市生活垃圾的處理已從傳統(tǒng)的填埋、焚燒和生化處理方式逐步過渡至循環(huán)經濟和資源化處理,并且介紹了生活垃圾封閉式低溫處理和有機質固廢處理廠的項目建設,指出生活垃圾封閉式內循環(huán)低溫技術是一種固體生物質的熱化學加工方法,該工藝產生高熱值氣態(tài)燃料,該技術資源化程度較高,部分垃圾滲濾液、噴淋水經過生化處理后也可達標排放。
然而,在上述文獻和其它現(xiàn)有技術中,缺少有效對垃圾高溫蒸餾產生的生物油進行直接加氫處理的催化劑系統(tǒng),垃圾高溫蒸餾獲得的生物油與一般的生物質油存在差異,例如組分存在很大差異,工藝上不能簡單照搬或互換。
技術實現(xiàn)要素:
為解決上述問題,本發(fā)明人經過深入和系統(tǒng)研究,充分結合城市生活垃圾高溫蒸餾產生的生物油的組成,在整個垃圾處理的全流程工藝環(huán)節(jié)進行了全面研究,提供了以下技術方案,非常有效地將所述生物油加氫提質。
在本發(fā)明的一方面,提供了一種用于處理衍生自垃圾的生物油的催化劑系統(tǒng),該系統(tǒng)包括串聯(lián)的兩個加氫催化劑床,所述兩個加氫催化劑床中填充的催化劑不同。
所述處理為加氫處理,優(yōu)選為加氫脫氧處理。
優(yōu)選地,所述生物油以包含水蒸氣的高溫蒸餾氣體形式進行處理。即,在加氫處理之前不需要將生物油與水蒸氣分離,直接以包含生物油和水蒸氣的高溫蒸餾氣體形式進行加氫處理。
所述生物油由垃圾高溫蒸餾處理產生。
所述垃圾優(yōu)選為城市生活垃圾。更優(yōu)選為富含有機質的城市生活垃圾。
在一個優(yōu)選實施方式中,所述兩個加氫催化劑床分別為上游加氫催化劑床和下游加氫催化劑床,所述上游加氫催化劑床和下游加氫催化劑床中間設置有過渡床。
研究發(fā)現(xiàn),當采用兩種或兩種以上催化劑時,由于催化劑活性不同,容易在床層之間某區(qū)域形成局部高溫,即通常所說的熱點,出現(xiàn)熱點后,焦炭沉積相對增加,使得液體流率低,從而提高了轉化率,進而使催化劑上焦炭沉積更加嚴重,采用過渡床層,能有效抑制熱點形成。
所述過渡床中的催化劑可包含:與上游加氫催化劑床相同或類似的催化劑和與下游加氫催化劑床相同或類似的催化劑的混合物;或者可由與上游加氫催化劑床相同或類似的催化劑和與下游加氫催化劑床相同或類似的催化劑的混合物組成。二者體積比可以為70:30-60:40。即,與上游加氫催化劑床相同或類似的催化劑和與下游加氫催化劑床相同或類似的催化劑的體積比可以為70:30-60:40。
在一個更優(yōu)選的實施方式中,所述過渡床中包含兩個催化劑層,即位于上游的第一層和位于下游的第二層,在第一層中,與上游加氫催化劑床相同或類似的催化劑和與下游加氫催化劑床相同或類似的催化劑的體積比可以為80:20-70:30;在第二層中,與上游加氫催化劑床相同或類似的催化劑和與下游加氫催化劑床相同或類似的催化劑的體積比可以為50:50-40:60。
優(yōu)選地,所述過渡床中的催化劑中,除包含與上游加氫催化劑床相同或類似的催化劑和與下游加氫催化劑床相同或類似的催化劑外,還包含耐高溫異形填充物。
更優(yōu)選地,所述耐高溫異形填充物的活性組分為NiO-MoO3。
在本發(fā)明的另一方面,提高了一種使用前述催化劑系統(tǒng)將生物油進行加氫提質的方法。
優(yōu)選地,所述生物油以包含水蒸氣的高溫蒸餾氣體形式進行加氫提質處理。
所述加氫催化劑床中的催化劑可彼此獨立地選自:無機氧化物或硅酸鹽負載的鐵基催化劑,或者炭負載的鐵基催化劑;無機氧化物或硅酸鹽負載的鎳基催化劑,或者炭負載的鎳基催化劑,或者其任意混合物。
所述加氫催化劑系統(tǒng)為兩段式加氫系統(tǒng),包括串聯(lián)的兩個加氫催化劑床,即第一催化劑床和第二催化劑床,其中第一催化劑床位于第二催化劑床的上游。
本發(fā)明人經研究發(fā)現(xiàn),第一催化劑床的催化劑與第二催化劑床的催化劑在級配方面非常關鍵,同時二者加氫調節(jié)的級配也非常關鍵。本發(fā)明的催化劑級配方式不僅可以有效地將生物油進行加氫脫氧提質,而且可以避免熱點的產生。第一催化劑床可以將生物油中的酸類、醛類、酮類、酯類、醇類、酚類物質有效地進行加氫脫氧,第二催化劑床可以將生物油中的呋喃類、醚類和含氮化合物進行裂解和加氫。
在本發(fā)明的一個特別優(yōu)選的實施方式中,本發(fā)明人經過大量研究,開發(fā)了一種能夠有效地對從高溫蒸餾裝置上部取出的氣體物流中的生物油進行加氫提質的催化劑,該催化劑用于第一催化劑床,其包含載體和負載在所述載體上的活性成分,其中載體可以為Al2O3、SiO2、TiO2、分子篩、活性炭中的一種或多種的混合物,催化活性組分可以為Fe2O3與至少兩種過渡金屬以及至少一種貴金屬的混合物。所述過渡金屬選自Ni、Cu、Fe、Ce等,所述貴金屬選自Pt、Pd、Ru等。
在一個特別優(yōu)選的實施方案中,第一催化劑床的催化劑可以為下式所示的催化劑:Ni-Cu-Pd-Co2O3-Fe2O3/HZSM-5,其中Ni、Cu、Pd、Co、Fe的摩爾比為(1-2):(5-10):(0.1-0.5):(1-2):(10-20),基于催化劑總重量計,Ni-Cu-Pd-Co2O3-Fe2O3活性成分的含量為1-10%,優(yōu)選2-8%,更優(yōu)選5%。HZSM-5為載體。優(yōu)選地,HZSM-5為低硅鋁比的HZSM-5,例如硅鋁比低于15,更優(yōu)選低于10,這是因為發(fā)現(xiàn)酸性強的HZSM-5更有利于生物油重質組分的裂解,生物油蒸餾殘余物最少。
生物油的成分通常比較復雜,主要可包括酸類、醛類、酮類、醇類、酚類、呋喃類、酯類、醚類和少量含氮化合物以及其他多功能化合物。由于生物油熱穩(wěn)定性差、酸性和腐蝕性強、含水量高、熱值低以及不易與石油基產品互溶等特性,因此目前生物油只能實現(xiàn)初級應用例如用于工業(yè)窯爐和燃油鍋爐等熱力設備,不能替代石油產品直接應用于內燃機或渦輪機的燃燒,無法滿足現(xiàn)代高品位的工業(yè)應用。為了提高生物油應用性,需要將其轉變?yōu)楦咂肺坏囊后w燃料,達到運輸燃料的要求,從而實現(xiàn)替代或部分替代石油產品,這就必須對生物油進行改性提質,使其化學組分由碳氫氧化合物轉化為碳氫化合物。如何有效地對生物油進行提質的關鍵之一在于催化劑的開發(fā)。
研究發(fā)現(xiàn),在本發(fā)明的上述催化劑中,Niδ+比常規(guī)的Moδ+具有更高的活性,Ni的使用可以高選擇性地獲得C6-C12烴(優(yōu)選烷烴),Cu的使用可以高選擇性地獲得C16烴(優(yōu)選烷烴),Ni、Cu的同時使用,驚奇地發(fā)現(xiàn),還可以確保獲得一定量的C18和C19烴,表面Ni、Cu的使用能夠使生物油中的C-O鍵有效發(fā)生氫解反應。
與一般的生物質油提質不同,在本發(fā)明的氣體物流中,含有較高比例的蒸汽,因此對催化劑的水熱穩(wěn)定性提出了非常高要求。常規(guī)的用于生物質油提質的催化劑不能用于本發(fā)明的氣體物流的提質。鐵催化劑是脫除植物基物料中氧的一種常見催化劑,然而鐵催化劑遇水時失效,而鈀催化劑遇水時雖然有效,但它除氧的效果不是很好,并且較為昂貴,而在鐵中加入極少量的鈀,可獲得很好的協(xié)同作用。發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn),少量鈀的加入有助于氫覆蓋于催化劑中鐵的表面,使反應加速,并防止水阻斷反應,因而氫耗小,在活性、穩(wěn)定性和選擇性方面遠遠好于單獨的鐵催化劑,其催化壽命可提高2倍以上。
本發(fā)明人經研究還發(fā)現(xiàn),Co的加入有利于降低催化活性組分的晶粒尺寸,使其能夠有效地嵌入到HZSM-5分子篩的孔道中,這對于提高催化活性組分的活性、選擇性和穩(wěn)定性有非常積極的意義。然而,如果Co量過大,則Co會覆蓋加氫活性中心Ni、Cu等,從而降低催化劑的活性。
氣體物流的生物油中含有較多的非芳香族烴類,HZSM-5分子篩上的酸性中心能夠有效將非芳香族烴類轉化為芳香族化合物。生物油中的羧酸大部分來源于半纖維素的乙酰基,其熱解產物主要為乙酸,HZSM-5分子篩有較好的脫羧基能力,生物油中的羧酸在分子篩催化作用下發(fā)生脫羧反應和脫氧反應,使得提質后的生物油中羧酸含量大幅減少。
上述特別優(yōu)選的催化劑在先前文獻中尚未見報道,其是本發(fā)明針對從垃圾回收的氣體物流和生物油的具體組成特點有針對性地設計的,取得了良好的提質效果。
該催化劑可以采用本領域常規(guī)的浸漬煅燒法進行制備。具體地,按上述比例稱取一定量的前體鹽如Ni(NO3)2、Cu(NO3)2、Pd(NO3)2、Co(NO3)2、Fe(NO3)3(或它們的水合物形式)和檸檬酸,加去離子水溶解,攪拌均勻,配成濃度為0.5-1.5mol/L的溶液,稱取一定量的HZSM-5分子篩放入反應容器中,將配好的溶液倒入反應容器內,置于帶有攪拌器的恒溫加熱油浴裝置內加熱,在60-120℃溫度下攪拌1h-10h,然后放入干燥箱中100℃-150℃干燥12h,隨后將得到的催化劑前驅體置于馬弗爐中500℃-800℃煅燒1h-6h,然后在H2存在下于200-300℃下還原活化,制得Ni-Cu-Pd-Co2O3-Fe2O3/HZSM-5催化劑。
第一催化劑床的加氫提質條件優(yōu)選為:200-300℃,1.0-10.0MPa氫壓,1-5h;更優(yōu)選為:250℃,8.0MPa氫壓,2h。
就本發(fā)明而言,第二催化劑床的催化劑優(yōu)選為硫化的NiMo/β沸石。
優(yōu)選地,所述β沸石為經過改性的β沸石,其通過以下改性方法進行改性:將β沸石置于HCl和EDTA的混合水溶液中,其中HCl濃度為1.0-3.0M,EDTA濃度為0.01-0.5M,在50-80℃(優(yōu)選70℃)下攪拌1-3h,然后用去離子水洗滌、干燥,將干燥后的β沸石置于草酸和(NH4)2SiF6的混合水溶液中,其中檸檬酸的濃度為0.1-0.3M,(NH4)2SiF6的濃度為0.1-0.5M,在30-50℃下攪拌2-4h,然后用去離子水洗滌、干燥。
經改性的β沸石硅鋁比為30.0-60.0,優(yōu)選約50.0。
β沸石的結晶度在改性前后的保留度(即結晶保留度)為90%-95%。
研究發(fā)現(xiàn),改善β沸石的水熱穩(wěn)定性是提高其活性穩(wěn)定性的關鍵,提高分子篩的硅鋁比是改善其水熱穩(wěn)定性的有效措施對分子篩進行抽鋁補硅,可以減少骨架羥基空穴,使分子篩的晶體結構保持完整,因而沸石的結構穩(wěn)定性更好。
第二催化劑床的加氫提質條件優(yōu)選為:150-300℃,1.0-6.0MPa氫壓,2-6h;更優(yōu)選為:200℃,5.0MPa氫壓,3h。
就本發(fā)明而言,所述氣體物流優(yōu)選基本不含二噁英。因在無氧狀態(tài)下升溫蒸餾,所以不會產生二噁英等有害物質,可以保護大氣環(huán)境。這相比于普通的焚燒法具有很大的優(yōu)勢。
優(yōu)選地,其中高溫蒸餾裝置中使用的高溫無氧蒸汽來自高壓貫流蒸汽爐。
所述生物油通過混合垃圾高溫蒸餾處理方法獲得,該方法包括以下步驟:(1)將垃圾裝入垃圾輸運裝置;(2)使垃圾輸運裝置穿過高溫蒸餾裝置;(3)從高溫蒸餾裝置上部取出氣體物流,該氣體物流即為包含所述生物油和水蒸氣的垃圾高溫蒸餾氣體。
從穿過高溫蒸餾裝置的垃圾輸運裝置獲得炭類物質。
將包含所述生物油的氣體物流通過兩段式加氫系統(tǒng),從而將其中所含的生物油進行加氫提質。
在所述高溫蒸餾處理中,所述垃圾優(yōu)選為城市生活垃圾。
從高溫蒸餾裝置上部取出氣體物流優(yōu)選以連續(xù)方式進行。
高溫蒸餾裝置通過高溫無氧蒸汽進行加熱。
所述高溫無氧蒸汽的溫度優(yōu)選為300-600℃。所述高溫無氧蒸汽的壓力優(yōu)選為0.2-1.0MPa。
優(yōu)選地,其中所述高溫無氧蒸汽中包含氮氣。更優(yōu)選地,氮氣含量為10-80v.%,更優(yōu)選20-60v.%。
在本發(fā)明中,優(yōu)選對垃圾不進行任何預處理。
就本發(fā)明而言,與現(xiàn)有技術中的單純干餾相比,氮氣的存在能夠避免垃圾在碳化過程中發(fā)生燃燒,使產生的炭具有較高的熱值。另外,與現(xiàn)有技術中純粹的蒸汽氣化相比,氮氣的存在還可以增加加熱介質熱值,提高加熱效率從而提高蒸餾炭化(即水熱炭化)效率,同時還可以節(jié)約蒸汽用量,更重要地,通過氮氣的加入,可以為后續(xù)餾出物的催化提質提供所需的催化條件,例如調節(jié)所需的蒸汽分壓,因為過高的蒸汽壓會導致催化提質難以有效進行,氮氣的加入可以降低氣體物流即餾出物中的蒸汽分壓。
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn),在現(xiàn)有的垃圾蒸汽處理技術中,往往忽略了針對垃圾的組成有選擇性地選擇蒸汽處理條件,忽略了垃圾組成的差異,導致垃圾處理效率較低。本發(fā)明人經過大量研究,根據(jù)不同的垃圾組成選擇不同的蒸汽處理條件,獲得了良好的蒸汽處理效果。特別地,選擇如下高溫蒸餾處理條件:(1)當垃圾組成中以垃圾的總重量計,有機類物質含量≥80重量%時,高溫無氧蒸汽的溫度為300-450℃,優(yōu)選300-400℃;高溫無氧蒸汽中的氮氣含量為10-30v.%,優(yōu)選10-20v.%;在高溫蒸餾裝置中的停留時間為8-12h;和(2)當垃圾組成中以垃圾的總重量計,有機類物質含量<80重量%時,高溫無氧蒸汽的溫度為450℃-600℃,優(yōu)選500℃-550℃;高溫無氧蒸汽中的氮氣含量為40-80v.%,優(yōu)選60-80v.%;在高溫蒸餾裝置中的停留時間為5-8h。
研究發(fā)現(xiàn),選擇這樣的高溫蒸餾條件,是由于塑料橡膠類物質是高溫蒸餾過程中生物油的來源之一,相比較廚余垃圾和木草等成分,其對水蒸汽蒸餾條件非常敏感,當其含量高時,需要應用較高的溫度和水蒸汽使其分解,但是蒸餾時間又不能過長,否則很容易使產生的生物油分解成小分子氣體,導致生物油收率降低,并產生有害副產物。
當垃圾中有機類物質含量較高時,上述蒸汽處理條件特別有利于產生液體可燃物的產生;而有機類物質含量較低時,特別有利于炭類物質的產生。
通過本發(fā)明方法獲得的經提質的生物油為液體可燃物,即滿足生物柴油標準例如國標GB的優(yōu)質生物油。優(yōu)選地,所述經提質的液體可燃物中氧含量低于10重量%,優(yōu)選低于5重量%,更優(yōu)選低于2重量%。進一步地,該液體可燃物的高位熱值大于50MJ/kg,更優(yōu)選大于60MJ/kg,進一步優(yōu)選大于65MJ/kg。
附圖說明
圖1是根據(jù)本發(fā)明的高溫蒸餾裝置的俯視圖;
圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例1制得的第一加氫催化劑床的SEM圖。
具體實施方案
下面結合以下實施例和對比例對本發(fā)明作進一步詳細的描述,但本發(fā)明的實施方式不限于此。
實施例1
選取來自北京市海淀區(qū)五路居垃圾壓縮轉運站的生活垃圾,所述垃圾的組成經檢測如下表1所示:
表1:城市生活垃圾成分組成
通過以下步驟對上述垃圾進行高溫蒸餾:(1)將垃圾裝入垃圾輸運裝置;(2)使垃圾輸運裝置穿過高溫蒸餾裝置;(3)從高溫蒸餾裝置上部取出氣體物流。所述高溫蒸餾裝置通過高溫無氧蒸汽進行加熱,高溫無氧蒸汽的溫度為355℃,高溫無氧蒸汽中的氮氣含量為12v.%,處理平均時間為9.0小時。
氣體物流采用兩段式加氫系統(tǒng)進行加氫脫氧提質,其中使氣體物流依次通過串聯(lián)的第一加氫催化劑床和第二加氫催化劑床。第一催化劑床所用的提質催化劑為Ni-Cu-Pd-Co2O3-Fe2O3/HZSM-5,其中Ni、Cu、Pd、Co、Fe的摩爾比為2:8:0.15:1.5:15,基于催化劑總重量計,Ni-Cu-Pd-Co2O3-Fe2O3催化活性組分的含量為5%,加氫提質條件為250℃,5.0MPa氫壓,2h。第二催化劑床所用的提質催化劑為NiMo/β沸石(參照常規(guī)β沸石負載催化劑方法制得),第二催化劑床的加氫提質條件為:200℃,30MPa氫壓,2h。通過該方法獲得了經提質的生物油即可燃有機物,該可燃有機物在常溫下呈液態(tài)。
經提質的生物油中的氧含量為1.8wt.%,第一催化劑床所用的催化劑壽命為約720h,第二催化劑床所用的催化劑壽命為約560h。
對比例1
該對比例與實施例1的區(qū)別僅在于使用單一的填充NiMo/γ-Al2O3的催化劑床(該催化劑可商購獲得)。經提質的生物油中的氧含量為9.9wt.%,催化劑床所用的催化劑壽命為約320h。
由上述實施例和對比例清楚地可以看出,本發(fā)明的方法能夠使提質的生物油具有明顯更低的氧含量,這表明取得了較好的加氫脫氧提質效果,從而使燃料具有更高的熱值和穩(wěn)定性,此外加氫提質的催化劑壽命也明顯提高。
本書面描述使用實例來公開本發(fā)明,包括最佳模式,且還使本領域技術人員能夠制造和使用本發(fā)明。本發(fā)明的可授予專利的范圍由權利要求書限定,且可以包括本領域技術人員想到的其它實例。如果這種其它實例具有不異于權利要求書的字面語言的結構元素,或者如果這種其它實例包括與權利要求書的字面語言無實質性差異的等效結構元素,則這種其它實例意圖處于權利要求書的范圍之內。在不會造成不一致的程度下,通過參考將本文中參考的所有引用之處并入本文中。