一种黄磷渣催化生物质气化制氢的方法

本发明涉及生物质制氢，特别是涉及一种黄磷渣催化生物质气化制氢的方法。

背景技术：

1、黄磷渣是电热法生产黄磷时排出的一种工业固废，其化学组成与天然硅石灰矿石极为相似，主要成分为sio2和cao，二者含量达到90％左右。工业上每生产1吨黄磷，就会产生8～10吨黄磷渣，目前，黄磷渣并没有得到有效利用，大量堆放的黄磷渣不仅占用土地资源，而且其中含有的氟、磷等有害元素，经过雨水淋溶后，会对周围生态及环境造成污染，因此合理利用这一固体废弃资源尤为重要。

2、氢能的生产与应用是当前研究的热点。目前，氢气主要通过电解水、利用石化能源和生物质燃烧获得。电解水制氢对环境污染小，但能耗高，在经济一级执行这一进程存在障碍；石化能源制氢还包括水煤气和天然气制氢，虽然这种技术的成本一般较低，但它们是基于石化能源的，获取氢气会导致大量碳排放的释放。寻找一种环保有效的制氢技术一直是国内外学者关注的焦点。作为一种潜在的解决方案，生物质具有零二氧化碳排放的特点，是一种有效的可再生能源；因此，利用生物质实现制氢技术越来越受到人们的关注。

3、虽然生物质蒸汽气化制氢已经取得一些成果，但是仍存在一些问题，目前，开发和应用的一个关键步骤是探索具有成本效益的催化剂，以增加产氢量，降低气化温度，并促进焦油裂解，来提高产业的经济可持续性。

技术实现思路

1、基于上述内容，本发明提供一种黄磷渣催化生物质气化制氢的方法。本发明根据黄磷渣组分特点，其主要组成成分sio2和cao，是生物质制氢中良好的催化剂和二氧化碳捕集剂这一特性，将其应用于生物质气化制氢过程中，可有效提高产氢率，促进焦油裂解。不仅实现了对黄磷渣的有效利用，同时为生物质制氢提供成本低廉的催化剂，具有环境效益和经济效益。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明技术方案之一，一种黄磷渣催化生物质气化制氢的方法，包括以下步骤：

4、将生物质与黄磷渣混合加热制备氢气；

5、所述加热过程中通入水蒸气。

6、本发明技术方案之二，一种提高生物质气化制氢产氢率的方法，采用上述的黄磷渣催化生物质气化制氢的方法。

7、本发明公开了以下技术效果：

8、(1)本发明利用黄磷渣组分特点，将其作为催化剂应用于生物质制氢领域，降低了催化剂成本，有效提高氢气产率。

9、(2)本发明实现了对工业固体废弃资源的高效利用，具有成本低、价值高的优点。

技术特征：

1.一种黄磷渣催化生物质气化制氢的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的黄磷渣催化生物质气化制氢的方法，其特征在于，按质量百分数计，所述黄磷渣的主要成分包括cao 45％～60％和sio230％～35％。

3.根据权利要求1所述的黄磷渣催化生物质气化制氢的方法，其特征在于，所述生物质为花生壳、木材、甘蔗或玉米秸秆中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的黄磷渣催化生物质气化制氢的方法，其特征在于，所述生物质与所述黄磷渣的质量比为1～5:1。

5.根据权利要求1所述的黄磷渣催化生物质气化制氢的方法，其特征在于，所述加热的温度为600～900℃，时间为1～2h。

6.根据权利要求1所述的黄磷渣催化生物质气化制氢的方法，其特征在于，所述水蒸气的流量为10～80g/h。

7.根据权利要求1所述的黄磷渣催化生物质气化制氢的方法，其特征在于，所述生物质与所述黄磷渣混合前还包括分别对所述生物质与所述黄磷渣进行干燥、研磨、过筛的步骤。

8.根据权利要求7所述的黄磷渣催化生物质气化制氢的方法，其特征在于，所述干燥的温度为80～120℃，时间为12～24h。

9.一种提高生物质气化制氢产氢率的方法，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述的黄磷渣催化生物质气化制氢的方法。

技术总结
本发明涉及生物质制氢技术领域，特别是涉及一种黄磷渣催化生物质气化制氢的方法。该黄磷渣催化生物质气化制氢的方法包括以下步骤：将生物质与黄磷渣混合加热制备氢气；所述加热过程中通入水蒸气。本发明利用黄磷渣组分特点，将其作为催化剂应用于生物质制氢领域，降低了催化剂成本，有效提高氢气产率。本发明实现了对工业固体废弃资源的高效利用，具有成本低、价值高的优点。

技术研发人员：隋猛,刘靖,李法社,倪梓皓,刘作文,卢凤菊,谭方关,王华
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/8/16