油泥铁基焦炭催化热解油泥制备富氢气体

催化剂的使用不仅对含油污泥热解油产物的品质有提升作用，对气体产物的成分也有所影响，特别是对于氢气产量的提升效果最为明显。而氢气作为一种清洁、高能量密度的能源，其廉价高效生产技术的发展是目前研究热点之一。通过催化热解从含油污泥有机废物中获得高品质气体产物是其资源化利用的一条途径，产气的同时，如何提高焦油的转化率也是亟待解决的问题之一，因此选择一种高效又廉价的催化剂是十分重要的。

近年来，焦炭作为热解反应的副产物，由于其高热稳定性和低成本，已经被报道为重质油和焦油的催化裂解的潜在催化剂。焦炭的催化效果受其多孔结构和矿物成分的影响，因此，获得的焦炭通常需要进行改性，例如金属负载等。许多研究者发现在生物炭或者煤焦上负载贵金属后对焦油的催化活性明显提升，并且促进了氢气和合成气的生成。然而，贵金属的负载由于其高成本而不适合大规模应用。相比之下，铁是一种更廉价、易得且环保的金属，并且具有与贵金属相似的催化活性，因此在焦炭上负载金属铁也是改性途径之一。含油污泥作为一种重质组分多、碳含量高的有机废物，是制备焦炭的优质原料，而且，由于原油储罐内壁长期氧化和锈蚀，这些铁锈会剥落进入含油污泥，导致含油污泥中铁锈含量高却难以分离。在从含油污泥制备焦炭的过程中，这些铁锈本身可以作为金属负载在焦炭上，而不用额外提供外来的铁源。

然而，目前含油污泥制备焦炭催化剂用于其催化热解的研究很少，而且反应机理仍不清楚。本实验利用含油污泥制备的铁基焦炭催化剂，在两段式固定床反应器中进行含油污泥的催化热解实验。表征了焦炭的结构与铁的存在形式，在不同温度下研究了含油污泥在焦炭上的催化效果，旨在提高油转化率并获得富含氢气的气体，还讨论了碳氢化合物在催化剂上的化学反应机理。该实验结果可以为含油污泥的清洁高效利用提供新思路，并且含油污泥衍生的焦炭可以应用于类似重油或焦油的重整。