一種用廢舊輪胎和生物質(zhì)熱解生產(chǎn)氫氣和碳納米管的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于固體廢物資源化處理技術(shù)，具體涉及一種用廢舊輪胎和生物質(zhì)熱解生產(chǎn)氫氣和碳納米管的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]廢舊輪胎產(chǎn)量已經(jīng)成為一個(gè)重要的問題，廢舊輪胎的堆積占用土地，污染環(huán)境，危害人類健康，是很重要的工業(yè)廢棄物。傳統(tǒng)的處理方法如:焚燒、填埋以及翻新等有著一定的缺點(diǎn)，在不同程度上制約著廢舊輪胎回收利用的發(fā)展。世界各國都相繼展開廢舊輪胎熱解的研究。研究發(fā)現(xiàn)，廢舊輪胎熱解處理不僅消除了廢舊輪胎，而且可以回收熱解的所有產(chǎn)物-氣體、油品和固體殘?jiān)?，?shí)現(xiàn)了廢舊輪胎最大資源化的回收利用。但在傳統(tǒng)的廢舊輪胎熱解過程中，形成了液體油品中粘度比較大，同時(shí)形成苯系物含量比較高，不太適合直接用于燃料油品。采用催化熱解廢舊輪胎，形成的炭黑容易在催化劑表面積碳，不利于系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
[0003]生物質(zhì)能是指通過植物的光合作用將太陽輻射的能量以生物質(zhì)形式固定下來的能源。主要包括農(nóng)業(yè)廢棄物、水生植物、油料植物和城市有機(jī)廢棄物等。生物質(zhì)燃料的能量品級較高，含氫豐富，其中可燃部分主要是纖維素、半纖維素，木質(zhì)素。一般而言，纖維素占生物質(zhì)重量的40-50%，半纖維素占生物質(zhì)重量的20-40%，木質(zhì)素占生物質(zhì)重量的10-25%。生物質(zhì)是一種含氧較高的物質(zhì)，熱解過程中形成的液體產(chǎn)物中含環(huán)狀物質(zhì)，同時(shí)其氧官能團(tuán)高于廢舊輪胎熱解形成的液體產(chǎn)物。
[0004]生物質(zhì)與廢舊輪胎通過原料的不同配比來改變熱解物質(zhì)的C、H、0比例，進(jìn)而改變產(chǎn)物的組成，生成立于利用的目標(biāo)產(chǎn)物。由于生物質(zhì)和廢舊輪胎都屬于再生物質(zhì)，充分利用這類物質(zhì)對保護(hù)環(huán)境、節(jié)約有限的化石資源具有重要意義。
[0005]本發(fā)明公開了一種采用廢舊輪胎和生物質(zhì)二段熱解聯(lián)合生產(chǎn)氫氣和碳納米管的方法，采用廢舊輪胎和生物質(zhì)進(jìn)行混合的方法，原料先經(jīng)過熱解得到熱解氣體，熱解氣體再經(jīng)過催化重整的方法，使產(chǎn)物向高附加值的氫氣和碳納米管轉(zhuǎn)移，該方法具有重要的創(chuàng)新意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是針對上述存在問題，提供一種用廢舊輪胎和生物質(zhì)熱解生產(chǎn)氫氣和碳納米管的方法，可應(yīng)用于對廢舊輪胎和生物質(zhì)進(jìn)行資源化處理獲得高附價(jià)值的氫氣和碳納米管的產(chǎn)品。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0008]—種用廢舊輪胎和生物質(zhì)熱解生產(chǎn)氫氣和碳納米管的方法，步驟如下:
[0009]1)將廢舊輪胎和生物質(zhì)破碎后按照一定比例混合，廢舊輪胎和生物質(zhì)的質(zhì)量比為6-9:1，然后隔絕空氣在450-650°C下進(jìn)行熱解；
[0010]2)將上述熱解產(chǎn)生的熱解氣體中加入水蒸汽，在800-900°C溫度下進(jìn)行催化重整，水蒸汽用量為廢舊輪胎和生物質(zhì)總質(zhì)量的10-25%，采用的催化劑由A1203載體、N1主催化劑和MgO助催化劑混合組成，催化劑中各組分的質(zhì)量百分比如下:N1主催化劑為10-15%,MgO助催化劑為0-8%、A1203載體為余量，得到氫氣和碳納米管的產(chǎn)物質(zhì)量分別占原料總量的5-15%和20-40%。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明采用廢舊輪胎和生物質(zhì)進(jìn)行混合的方法，原料先經(jīng)過熱解得到熱解氣體，熱解氣體再經(jīng)過催化重整的方法，使產(chǎn)物向高附加值的氫氣和碳納米管轉(zhuǎn)移，具有重要的創(chuàng)新意義。
【具體實(shí)施方式】
[0012]實(shí)施例1:
[0013]—種用廢舊輪胎和生物質(zhì)熱解生產(chǎn)氫氣和碳納米管的方法，步驟如下:
[0014]1)將廢舊輪胎和生物質(zhì)破碎后混合，廢舊輪胎和生物質(zhì)的質(zhì)量比為6:1，然后隔絕空氣在650 °C下進(jìn)行熱解；
[0015]2)將上述熱解產(chǎn)生的熱解氣體中加入水蒸汽，在900°C溫度下進(jìn)行催化重整，水蒸汽用量為廢舊輪胎和生物質(zhì)總質(zhì)量的25%，采用的催化劑由A1203載體和N1主催化劑混合組成，催化劑中各組分的質(zhì)量百分比如下:N1主催化劑為10%、A1203載體為90%，得到氫氣和碳納米管的產(chǎn)物質(zhì)量分別占原料總量的15%和20%。
[0016]實(shí)施例2:
[0017]一種用廢舊輪胎和生物質(zhì)熱解生產(chǎn)氫氣和碳納米管的方法，步驟如下:
[0018]1)將廢舊輪胎和生物質(zhì)破碎后混合，廢舊輪胎和生物質(zhì)的質(zhì)量比為9:1，然后隔絕空氣在450 °C下進(jìn)行熱解；
[0019]2)將上述熱解產(chǎn)生的熱解氣體中加入水蒸汽，在800°C溫度下進(jìn)行催化重整，水蒸汽用量為廢舊輪胎和生物質(zhì)總質(zhì)量的10%，采用的催化劑由A1203載體、N1主催化劑和MgO助催化劑混合組成，催化劑中各組分的質(zhì)量百分比如下:Ni0主催化劑為15%、MgO助催化劑為8%、A1203載體為77%，得到氫氣和碳納米管的產(chǎn)物質(zhì)量分別占原料總量的5%和40%。
[0020]實(shí)施例3:
[0021]一種用廢舊輪胎和生物質(zhì)熱解生產(chǎn)氫氣和碳納米管的方法，步驟如下:
[0022]1)將廢舊輪胎和生物質(zhì)破碎后混合，廢舊輪胎和生物質(zhì)的質(zhì)量比為8:1，然后隔絕空氣在550 °C下進(jìn)行熱解；
[0023]2)將上述熱解產(chǎn)生的熱解氣體中加入水蒸汽，在850°C溫度下進(jìn)行催化重整，水蒸汽用量為廢舊輪胎和生物質(zhì)總質(zhì)量的15%，采用的催化劑由A1203載體、N1主催化劑和MgO助催化劑混合組成，催化劑中各組分的質(zhì)量百分比如下:Ni0主催化劑為10%、Mg0助催化劑為5%、A1203載體為85%，得到氫氣和碳納米管的產(chǎn)物質(zhì)量分別占原料總量的10%和35%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用廢舊輪胎和生物質(zhì)熱解生產(chǎn)氫氣和碳納米管的方法，其特征在于:步驟如下: 1)將廢舊輪胎和生物質(zhì)破碎后按照一定比例混合，廢舊輪胎和生物質(zhì)的質(zhì)量比為6-9:1，然后隔絕空氣在450-650°C下進(jìn)行熱解； 2)將上述熱解產(chǎn)生的熱解氣體中加入水蒸汽，在800-900°C溫度下進(jìn)行催化重整，水蒸汽用量為廢舊輪胎和生物質(zhì)總質(zhì)量的10-25%，采用的催化劑由A1203載體、N1主催化劑和MgO助催化劑混合組成，催化劑中各組分的質(zhì)量百分比如下:N1主催化劑為10-15%、MgO助催化劑為0-8%、A1203載體為余量，得到氫氣和碳納米管的產(chǎn)物質(zhì)量分別占原料總量的 5-15% 和 20-40% ο
【專利摘要】一種用廢舊輪胎和生物質(zhì)熱解生產(chǎn)氫氣和碳納米管的方法，先將廢舊輪胎和生物質(zhì)破碎后按照一定比例混合，然后隔絕空氣在450-650℃下進(jìn)行熱解；再將熱解產(chǎn)生的熱解氣體中加入水蒸汽，在800-900℃溫度下進(jìn)行催化重整，采用的催化劑由Al2O3載體、NiO主催化劑和MgO助催化劑混合組成，得到氫氣和碳納米管的產(chǎn)物質(zhì)量分別占原料總量的5-15％和20-40％。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明采用廢舊輪胎和生物質(zhì)進(jìn)行混合的方法，原料先經(jīng)過熱解得到熱解氣體，熱解氣體再經(jīng)過催化重整的方法，使產(chǎn)物向高附加值的氫氣和碳納米管轉(zhuǎn)移，具有重要的創(chuàng)新意義。
【IPC分類】C01B3/32, C10B53/07, B82Y40/00, C01B31/02, C10J3/20
【公開號】CN105349161
【申請?zhí)枴緾N201510753625
【發(fā)明人】沈伯雄, 劉麗君, 吳撼明
【申請人】河北工業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年11月6日