[發明專利]植物材料催化裂解制取可燃氣體的方法

無效

• 申請號: 00127502.X
• 申請日: 2000-11-21
• 公開（公告）號: CN1100111C
• 公開（公告）日: 2003-01-29
• 發明（設計）人: 樓龍春;張文虎
• 申請（專利權）人: 樓龍春;張文虎
• 主分類號: C10B53/02
• 分類號: C10B53/02
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司
• 代理人: 袁忠衛

技術領域

本發明涉及一種植物材料制取可燃氣體方法的技術領域。

背景技術

能源是人類面臨的三大問題之一，現在人類生產、生活所需能源主要來自不可再生“礦物能源”—煤、石油；所以煤和石油資源正在不可逆地減少，終有枯竭的一天，并且煤、石油所產生愈來愈嚴重的環境問題以及潛在的能源危機已得到全社會的關注，因此利用植物材料這一再生資源開發新能源替代當今的煤和石油的生產，其意義十分重大。國內專利文獻如專利號為93110113.1的中國專利“廢棄材料制取可燃氣、炭和焦油的方法”，其反應過程主要是干餾，只能獲得30％重量左右可燃氣；還有專利號為93227510.0的中國專利“可燃氣生產裝置”，其主要是將干燥植物和化學物質混合燃燒產生可燃氣，它們的缺點是產物以低分子量難以液化組份如甲烷、一氧化碳為主，幾乎沒有含C3、C4以上的組份，而且副產物也較多。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種植物材料在催化劑作用下裂解成大量能液化的低分子量可燃氣體，其有轉化率高、副產物少且方法簡便的方法。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：該植物材料催化裂解制取可燃氣體的方法，其特征在于將顆粒狀或片狀植物材料與強堿或中堿性的催化劑以質量比1∶1～10％混合后加入裂解爐中，在壓力0～5大氣壓、溫度200-900℃、隔絕空氣條件下，進行催化裂解化學反應產生低分子可燃氣體。

上述催化劑可采用在200-900℃溫度范圍內能呈強堿性或中堿性物質如氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰、氫氧化鈣、氧化鈣、醋酸鈉、醋酸鉀或醋酸鈣粉末，優化選擇廉價的氧氧化鈣、氧化鈣粉末。

上述裂解爐中還可以加入在200-900℃溫度范圍內能產生低分子有機化合物的塑料或合成纖維或橡膠，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚丙烯輔料、柴油、焦油或難以液化可燃氣氣態有機化合物物質，所述有機化合物與植物材料混合后通過物料進給機構直接加入裂解爐內或者在裂解爐外的汽化加熱器中升溫汽化后通入裂解爐內。

上述裂解爐加熱可采用電或燃料進行直接加熱，也可以采用通入氣態有機化合物進行加熱。

上述催化裂解化學反應溫度優化范圍在450～550℃，壓力優化范圍在0～3大氣壓，植物材料與催化劑質量比優化范圍在1∶2～5％。

上述植物材料為片狀，厚0.2～2mm，面積10～1000平方毫米范圍或顆粒狀，顆粒直徑在1-10mm范圍。

與現有技術相比，本發明的優點在于采用堿性催化劑來破壞植物材料生物固有特性，再在高溫氣態有機化合物分子轟擊下，使植物材料高分子鏈狀化合物因此而斷裂產生大量低分子可燃氣、焦油等，催化劑優先采用最廉價而有效的氧化鈣粉末，有機化合物優先采用最廉價而有效的廢棄塑料如聚氟乙烯、聚丙烯等等。本發明可利用幾乎所有的植物材料為原料，特別是那些以往不能被利用的樹木的枝、葉、作物的秸、稈、種子與果實的皮、芯、殼、核、各種蒿草、種植草以及木屑、糖渣等資源作新能源、意義十分深遠。所產混合氣經吸收與分離裝置，分離出難液化可燃氣如甲烷、乙烷及微量一氧化碳等混合氣體、液化可燃氣(C3、C4)、焦油，而且可以調節反應溫度、壓力、高溫氣態有機化合物的組份以及催化劑配方來控制所產混合氣中各組分的比率，對原料的利用率極高，平均二公斤可生產C3、C4和焦油近一公斤，最終殘渣為活性炭。焦油可提取其他化工產品。難液化可燃氣和經濾清的焦油供汽化加熱器作燃料或升溫至高溫氣態輸入到化學裂解爐內用于升溫及與植物材料混合進行化學裂解反應，難液化可燃氣的其余部分經氣體發電機組轉化為電力供本系統使用或并入電網。本發明的生產過程無任何廢物排放，不污染環境，反應條件溫和、安全、可靠，適宜作為新能源途徑推廣應用。

具體實施方式

以下結合實施例對本發明作進一步詳細描述。