[go: up one dir, main page]

CN105349161A - 一种用废旧轮胎和生物质热解生产氢气和碳纳米管的方法 - Google Patents

一种用废旧轮胎和生物质热解生产氢气和碳纳米管的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105349161A
CN105349161A CN201510753625.XA CN201510753625A CN105349161A CN 105349161 A CN105349161 A CN 105349161A CN 201510753625 A CN201510753625 A CN 201510753625A CN 105349161 A CN105349161 A CN 105349161A
Authority
CN
China
Prior art keywords
biomass
pyrolysis
waste tires
catalyst
carbon nanotubes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510753625.XA
Other languages
English (en)
Inventor
沈伯雄
刘丽君
吴撼明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hebei University of Technology
Original Assignee
Hebei University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hebei University of Technology filed Critical Hebei University of Technology
Priority to CN201510753625.XA priority Critical patent/CN105349161A/zh
Publication of CN105349161A publication Critical patent/CN105349161A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/07—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of solid raw materials consisting of synthetic polymeric materials, e.g. tyres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/323—Catalytic reaction of gaseous or liquid organic compounds other than hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/326—Catalytic reaction of gaseous or liquid organic compounds other than hydrocarbons with gasifying agents characterised by the catalyst
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/02—Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C10J3/20—Apparatus; Plants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2202/00—Structure or properties of carbon nanotubes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0903—Feed preparation
    • C10J2300/0906—Physical processes, e.g. shredding, comminuting, chopping, sorting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0916—Biomass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0946—Waste, e.g. MSW, tires, glass, tar sand, peat, paper, lignite, oil shale
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1853—Steam reforming, i.e. injection of steam only
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141—Feedstock
    • Y02P20/143—Feedstock the feedstock being recycled material, e.g. plastics

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

一种用废旧轮胎和生物质热解生产氢气和碳纳米管的方法，先将废旧轮胎和生物质破碎后按照一定比例混合，然后隔绝空气在450-650℃下进行热解；再将热解产生的热解气体中加入水蒸汽，在800-900℃温度下进行催化重整，采用的催化剂由Al2O3载体、NiO主催化剂和MgO助催化剂混合组成，得到氢气和碳纳米管的产物质量分别占原料总量的5-15％和20-40％。本发明的优点是：本发明采用废旧轮胎和生物质进行混合的方法，原料先经过热解得到热解气体，热解气体再经过催化重整的方法，使产物向高附加值的氢气和碳纳米管转移，具有重要的创新意义。

Description

一种用废旧轮胎和生物质热解生产氢气和碳纳米管的方法
技术领域
本发明属于固体废物资源化处理技术，具体涉及一种用废旧轮胎和生物质热解生产氢气和碳纳米管的方法。
背景技术
废旧轮胎产量已经成为一个重要的问题，废旧轮胎的堆积占用土地，污染环境，危害人类健康，是很重要的工业废弃物。传统的处理方法如：焚烧、填埋以及翻新等有着一定的缺点，在不同程度上制约着废旧轮胎回收利用的发展。世界各国都相继展开废旧轮胎热解的研究。研究发现，废旧轮胎热解处理不仅消除了废旧轮胎，而且可以回收热解的所有产物-气体、油品和固体残渣，实现了废旧轮胎最大资源化的回收利用。但在传统的废旧轮胎热解过程中，形成了液体油品中粘度比较大，同时形成苯系物含量比较高，不太适合直接用于燃料油品。采用催化热解废旧轮胎，形成的炭黑容易在催化剂表面积碳，不利于系统的正常运行。
生物质能是指通过植物的光合作用将太阳辐射的能量以生物质形式固定下来的能源。主要包括农业废弃物、水生植物、油料植物和城市有机废弃物等。生物质燃料的能量品级较高，含氢丰富，其中可燃部分主要是纤维素、半纤维素，木质素。一般而言，纤维素占生物质重量的40-50％，半纤维素占生物质重量的20-40％，木质素占生物质重量的10-25％。生物质是一种含氧较高的物质，热解过程中形成的液体产物中含环状物质，同时其氧官能团高于废旧轮胎热解形成的液体产物。
生物质与废旧轮胎通过原料的不同配比来改变热解物质的C、H、O比例，进而改变产物的组成，生成立于利用的目标产物。由于生物质和废旧轮胎都属于再生物质，充分利用这类物质对保护环境、节约有限的化石资源具有重要意义。
本发明公开了一种采用废旧轮胎和生物质二段热解联合生产氢气和碳纳米管的方法，采用废旧轮胎和生物质进行混合的方法，原料先经过热解得到热解气体，热解气体再经过催化重整的方法，使产物向高附加值的氢气和碳纳米管转移，该方法具有重要的创新意义。
发明内容
本发明的目的是针对上述存在问题，提供一种用废旧轮胎和生物质热解生产氢气和碳纳米管的方法，可应用于对废旧轮胎和生物质进行资源化处理获得高附价值的氢气和碳纳米管的产品。
本发明的技术方案：
一种用废旧轮胎和生物质热解生产氢气和碳纳米管的方法，步骤如下：
1)将废旧轮胎和生物质破碎后按照一定比例混合，废旧轮胎和生物质的质量比为6-9：1，然后隔绝空气在450-650℃下进行热解；
2)将上述热解产生的热解气体中加入水蒸汽，在800-900℃温度下进行催化重整，水蒸汽用量为废旧轮胎和生物质总质量的10-25％，采用的催化剂由Al2O3载体、NiO主催化剂和MgO助催化剂混合组成，催化剂中各组分的质量百分比如下：NiO主催化剂为10-15％、MgO助催化剂为0-8％、Al2O3载体为余量，得到氢气和碳纳米管的产物质量分别占原料总量的5-15％和20-40％。
本发明的优点是：本发明采用废旧轮胎和生物质进行混合的方法，原料先经过热解得到热解气体，热解气体再经过催化重整的方法，使产物向高附加值的氢气和碳纳米管转移，具有重要的创新意义。
具体实施方式
实施例1：
一种用废旧轮胎和生物质热解生产氢气和碳纳米管的方法，步骤如下：
1)将废旧轮胎和生物质破碎后混合，废旧轮胎和生物质的质量比为6：1，然后隔绝空气在650℃下进行热解；
2)将上述热解产生的热解气体中加入水蒸汽，在900℃温度下进行催化重整，水蒸汽用量为废旧轮胎和生物质总质量的25％，采用的催化剂由Al2O3载体和NiO主催化剂混合组成，催化剂中各组分的质量百分比如下：NiO主催化剂为10％、Al2O3载体为90％，得到氢气和碳纳米管的产物质量分别占原料总量的15％和20％。
实施例2：
一种用废旧轮胎和生物质热解生产氢气和碳纳米管的方法，步骤如下：
1)将废旧轮胎和生物质破碎后混合，废旧轮胎和生物质的质量比为9：1，然后隔绝空气在450℃下进行热解；
2)将上述热解产生的热解气体中加入水蒸汽，在800℃温度下进行催化重整，水蒸汽用量为废旧轮胎和生物质总质量的10％，采用的催化剂由Al2O3载体、NiO主催化剂和MgO助催化剂混合组成，催化剂中各组分的质量百分比如下：NiO主催化剂为15％、MgO助催化剂为8％、Al2O3载体为77％，得到氢气和碳纳米管的产物质量分别占原料总量的5％和40％。
实施例3：
一种用废旧轮胎和生物质热解生产氢气和碳纳米管的方法，步骤如下：
1)将废旧轮胎和生物质破碎后混合，废旧轮胎和生物质的质量比为8：1，然后隔绝空气在550℃下进行热解；
2)将上述热解产生的热解气体中加入水蒸汽，在850℃温度下进行催化重整，水蒸汽用量为废旧轮胎和生物质总质量的15％，采用的催化剂由Al2O3载体、NiO主催化剂和MgO助催化剂混合组成，催化剂中各组分的质量百分比如下：NiO主催化剂为10％、MgO助催化剂为5％、Al2O3载体为85％，得到氢气和碳纳米管的产物质量分别占原料总量的10％和35％。

Claims (1)

1.一种用废旧轮胎和生物质热解生产氢气和碳纳米管的方法，其特征在于：步骤如下：
1)将废旧轮胎和生物质破碎后按照一定比例混合，废旧轮胎和生物质的质量比为6-9：1，然后隔绝空气在450-650℃下进行热解；
2)将上述热解产生的热解气体中加入水蒸汽，在800-900℃温度下进行催化重整，水蒸汽用量为废旧轮胎和生物质总质量的10-25％，采用的催化剂由Al2O3载体、NiO主催化剂和MgO助催化剂混合组成，催化剂中各组分的质量百分比如下：NiO主催化剂为10-15％、MgO助催化剂为0-8％、Al2O3载体为余量，得到氢气和碳纳米管的产物质量分别占原料总量的5-15％和20-40％。
CN201510753625.XA 2015-11-06 2015-11-06 一种用废旧轮胎和生物质热解生产氢气和碳纳米管的方法 Pending CN105349161A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510753625.XA CN105349161A (zh) 2015-11-06 2015-11-06 一种用废旧轮胎和生物质热解生产氢气和碳纳米管的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510753625.XA CN105349161A (zh) 2015-11-06 2015-11-06 一种用废旧轮胎和生物质热解生产氢气和碳纳米管的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105349161A true CN105349161A (zh) 2016-02-24

Family

ID=55325230

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510753625.XA Pending CN105349161A (zh) 2015-11-06 2015-11-06 一种用废旧轮胎和生物质热解生产氢气和碳纳米管的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105349161A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106185863A (zh) * 2016-07-06 2016-12-07 上海绿人生态经济环境保护研究所 利用废旧轮胎热裂解产生的可燃气制备碳纳米管的工艺
CN107699265A (zh) * 2017-10-16 2018-02-16 广州宝狮无线供电技术有限公司 一种处理废旧轮胎的方法及装置
CN110844900A (zh) * 2019-11-11 2020-02-28 天津大学 一种以废轮胎为原料制备碳纳米管的方法
CN111634902A (zh) * 2020-06-01 2020-09-08 南京博岭节能环保研究院有限公司 一种木质素热解气二次催化重整制备碳纳米管的方法
CN113457575A (zh) * 2021-06-07 2021-10-01 东南大学 一种微波连续热解制碳纳米纤维及氢气的系统及方法
CN116588941A (zh) * 2023-05-18 2023-08-15 昆明理工大学 一种黄磷渣综合利用的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030147802A1 (en) * 2001-11-21 2003-08-07 William Marsh Rice University Process for making single-wall carbon nanotubes utilizing refractory particles
CN101054159A (zh) * 2007-06-01 2007-10-17 西北大学 一种制备高纯氢和协同生长碳纳米管的方法
CN101476176A (zh) * 2009-01-09 2009-07-08 深圳大学 气相生长碳纤维的方法
CN101707864A (zh) * 2007-06-06 2010-05-12 琳德有限公司 产生用于碳纳米材料生产的一氧化碳的联合方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030147802A1 (en) * 2001-11-21 2003-08-07 William Marsh Rice University Process for making single-wall carbon nanotubes utilizing refractory particles
CN101054159A (zh) * 2007-06-01 2007-10-17 西北大学 一种制备高纯氢和协同生长碳纳米管的方法
CN101707864A (zh) * 2007-06-06 2010-05-12 琳德有限公司 产生用于碳纳米材料生产的一氧化碳的联合方法
CN101476176A (zh) * 2009-01-09 2009-07-08 深圳大学 气相生长碳纤维的方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106185863A (zh) * 2016-07-06 2016-12-07 上海绿人生态经济环境保护研究所 利用废旧轮胎热裂解产生的可燃气制备碳纳米管的工艺
CN107699265A (zh) * 2017-10-16 2018-02-16 广州宝狮无线供电技术有限公司 一种处理废旧轮胎的方法及装置
CN110844900A (zh) * 2019-11-11 2020-02-28 天津大学 一种以废轮胎为原料制备碳纳米管的方法
CN110844900B (zh) * 2019-11-11 2022-05-24 天津大学 一种以废轮胎为原料制备碳纳米管的方法
CN111634902A (zh) * 2020-06-01 2020-09-08 南京博岭节能环保研究院有限公司 一种木质素热解气二次催化重整制备碳纳米管的方法
CN113457575A (zh) * 2021-06-07 2021-10-01 东南大学 一种微波连续热解制碳纳米纤维及氢气的系统及方法
US11760635B2 (en) 2021-06-07 2023-09-19 Southeast University System and method for preparing carbon nanofiber and hydrogen through continuous microwave pyrolysis
CN116588941A (zh) * 2023-05-18 2023-08-15 昆明理工大学 一种黄磷渣综合利用的方法
CN116588941B (zh) * 2023-05-18 2024-04-30 昆明理工大学 一种黄磷渣综合利用的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105349161A (zh) 一种用废旧轮胎和生物质热解生产氢气和碳纳米管的方法
CN107365593A (zh) 一种抗生素菌渣制备生物炭的方法
CN104109550B (zh) 一种抗生素菌渣制取生物油的方法及系统
CN101955181A (zh) 利用落叶松木材快速热解副产物炭制备活性炭的方法
CN107486152B (zh) 一种树叶基生物质碳气凝胶的制备方法及应用
CN104150743B (zh) 一种微波辅助水热碳化制备污泥炭的方法
CN103978015B (zh) 一种铬渣干式还原无害化处理的方法
CN102190909A (zh) 一种制备生物质基纳米碳黑的新方法
CN106753462A (zh) 一种分级定向热解污泥碳化方法
CN106281394A (zh) 一种连续式水热液化制备生物油的方法
CN105733639A (zh) 一种废塑料的裂解方法
CN105038825B (zh) 一种能源自给型竹材生物质焙烧炭制备方法
CN105295981B (zh) 一种提升污泥热解油品质的方法
CN102703153A (zh) 一种生物质成型燃料的制备方法
CN108085070A (zh) 生物质油用组合物、制备方法及应用
CN101775298B (zh) 一种提高生态炭强度和密度的方法
CN110330698A (zh) 一种用页岩灰改性天然橡胶及其制备方法
CN106753496B (zh) 一种焦油渣为基础粘合剂的粉煤成型干馏方法
CN103421529B (zh) 一种生物质催化热解的方法及陶瓷固体酸催化剂
CN105001888B (zh) 一种生物质有效转化的方法
CN104194808A (zh) 一种用于稻壳催化热解的方法
CN106753664A (zh) 一种低硫值高燃烧率生物质颗粒燃料及其制备方法
CN101033405B (zh) 一种大型海藻热解成液体燃料和气体燃料的方法
CN109590003A (zh) 一种碱金属催化剂及其应用
CN102924696B (zh) 一种乙酰化稻草纤维接枝ε-己内酯的改性方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160224

RJ01 Rejection of invention patent application after publication