本發(fā)明涉及吸附-催化強(qiáng)化氣化制氫，具體涉及一種氧化鈣協(xié)同偏鋁酸鈉吸附-催化強(qiáng)化氣化制氫的方法。

背景技術(shù)：

1、氫氣作為一種理想的清潔能源，具有燃燒熱值高、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，其制備方法備受關(guān)注。生物質(zhì)氣化制氫技術(shù)具有原料來(lái)源廣泛、成本低以及具有豐富的原料來(lái)源等優(yōu)勢(shì)，然而，制氫過(guò)程中存在氣化活性不足、合成氣成分復(fù)雜、h2轉(zhuǎn)化率和濃度低等問(wèn)題，限制了其應(yīng)用范圍。

2、目前研究者利用鈣基材料吸收二氧化碳從而強(qiáng)化生物質(zhì)氣化制氫，但氣化效果不理想，氫氣產(chǎn)量較低，還有研究者通過(guò)添加額外的催化劑來(lái)進(jìn)一步提高氣化活性，最常用的為堿金屬碳酸鹽為催化劑，但是由于其在高溫情況下容易與灰分反應(yīng)而失活，造成催化劑的損失，不利于回收，因此選取合適的替代催化劑顯得尤為重要。

3、為解決鈣基吸附劑與堿金屬碳酸鹽催化劑在制氫中氣化活性不足、氫氣產(chǎn)量低、催化劑高溫下易失活等問(wèn)題，由此本發(fā)明提供了一種氧化鈣協(xié)同偏鋁酸鈉吸附-催化強(qiáng)化氣化制氫的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明目的是提供氧化鈣協(xié)同偏鋁酸鈉生物炭氣化制氫的方法。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種氧化鈣協(xié)同偏鋁酸鈉吸附-催化強(qiáng)化氣化制氫的方法，包括以下步驟：

3、將（1）純竹炭、（2）氧化鈣與竹炭、（3）偏鋁酸鈉與竹炭、（4）氧化鈣和偏鋁酸鈉與竹炭分別按照一定比例和組合形式放入制氫反應(yīng)器中，通入60%水蒸氣/氮?dú)庠谝欢囟认逻M(jìn)行反應(yīng)，時(shí)間為2?h；

4、所述在制氫反應(yīng)器中，生物炭與水蒸氣通過(guò)反應(yīng)，能夠產(chǎn)生較少量氫氣；氧化鈣能有效的吸附反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳；偏鋁酸鈉能有效的催化氣化反應(yīng)；氧化鈣與偏鋁酸鈉具有協(xié)同作用，既吸附co2又催化反應(yīng)，保障氫氣高產(chǎn)量和高濃度。

5、優(yōu)選地，所述吸附劑鈣源前驅(qū)體為碳酸鈣、硝酸鈣、氫氧化鈣等鈣鹽中的至少一種。

6、優(yōu)選地，所述催化劑偏鋁酸鈉為高純度偏鋁酸鈉、含特定雜質(zhì)的偏鋁酸鈉、不同晶型的偏鋁酸鈉等各類(lèi)偏鋁酸鈉形態(tài)的至少一種；

7、進(jìn)一步優(yōu)選的，生物炭、氧化鈣以及偏鋁酸鈉的組合形式包括但不限于混合、負(fù)載、摻入、包裹或其他有效結(jié)合的方式中至少一種；

8、優(yōu)選地，所述cao與竹炭的摩爾比為0.25～1；

9、優(yōu)選地，所述naalo2與竹炭質(zhì)量比為0.28～3.2；

10、優(yōu)選反應(yīng)溫度為600～700?℃；

11、通過(guò)循環(huán)制氫實(shí)驗(yàn)，優(yōu)選地，naalo2在制氫過(guò)程不與灰分反應(yīng)，保持穩(wěn)定性；

12、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果：既提升氫氣產(chǎn)量和濃度，還保持催化劑的高活性，同時(shí)產(chǎn)生高濃度co2，繼而封存利用，實(shí)現(xiàn)凈負(fù)排放。

技術(shù)特征：

1.一種氧化鈣協(xié)同偏鋁酸鈉吸附-催化強(qiáng)化生物炭氣化制氫的方法，其特征在于，包括吸附劑氧化鈣、催化劑偏鋁酸鈉以及適宜的生物炭作為反應(yīng)物，具體方法如下步驟：將氧化鈣、偏鋁酸鈉與生物炭按照一定比例放入制氫反應(yīng)器中并通入水蒸氣，氧化鈣吸附氣化反應(yīng)產(chǎn)生的co2，偏鋁酸鈉催化氣化反應(yīng)，兩者協(xié)同作用，在一定溫度下，保障偏鋁酸鈉的穩(wěn)定的同時(shí)也提升了制氫濃度和產(chǎn)量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧化鈣協(xié)同偏鋁酸鈉吸附-催化強(qiáng)化氣化制氫的方法，其特征在于，所述氧化鈣，包括但不限于碳酸鈣、硝酸鈣、氫氧化鈣等鈣基前驅(qū)體制備的氧化鈣。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧化鈣協(xié)同偏鋁酸鈉吸附-催化強(qiáng)化氣化制氫的方法，其特征在于，所述偏鋁酸鈉包括但不限于高純度偏鋁酸鈉、含特定雜質(zhì)的偏鋁酸鈉、不同晶型的偏鋁酸鈉等各類(lèi)偏鋁酸鈉形態(tài)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧化鈣協(xié)同偏鋁酸鈉吸附-催化強(qiáng)化氣化制氫的方法，其特征在于，該方法采用生物炭、氧化鈣以及偏鋁酸鈉的組合形式包括但不限于混合、負(fù)載、摻入、包裹或其他有效結(jié)合的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧化鈣協(xié)同偏鋁酸鈉吸附-催化強(qiáng)化氣化制氫的方法，其特征在于，所述氧化鈣與生物炭摩爾比為0.25～1。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧化鈣協(xié)同偏鋁酸鈉吸附-催化強(qiáng)化氣化制氫的方法，其特征在于，所述偏鋁酸鈉與生物炭質(zhì)量比在0.28～3.2。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧化鈣協(xié)同偏鋁酸鈉吸附-催化強(qiáng)化氣化制氫的方法，其特征在于，所述一定溫度下在600～700℃。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧化鈣協(xié)同偏鋁酸鈉吸附-催化強(qiáng)化氣化制氫的方法，其特征在于，所述協(xié)同作用下偏鋁酸鈉不與生物炭中灰分發(fā)生反應(yīng)從而保持其穩(wěn)定性。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于氣化制氫技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氧化鈣（CaO）協(xié)同偏鋁酸鈉（NaAlO?）吸附?催化強(qiáng)化生物炭氣化制氫的方法，該方法通過(guò)適宜的生物炭與水蒸氣氣化反應(yīng)，結(jié)合了CaO的高效CO?吸附能力協(xié)同NaAlO?的催化性能，從而提高氫氣的產(chǎn)量和濃度，此外NaAlO?在催化制氫過(guò)程中難以與灰組分發(fā)生反應(yīng)，避免失活，有利于持續(xù)穩(wěn)定制氫，由此本發(fā)明為生物質(zhì)資源的有效利用和H<subgt;2</subgt;能開(kāi)發(fā)提供了新技術(shù)途徑，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了CO<subgt;2</subgt;凈負(fù)排放。

技術(shù)研發(fā)人員：王珂,丁友,趙鵬飛,楊琮琪,江俊飛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南昌工程學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/7