[發明專利]生物質熱裂解液化燃用油技術

有效

• 申請號: 201110207535.2
• 申請日: 2011-07-25
• 公開（公告）號: CN102277188A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 鄭德華
• 申請（專利權）人: 青島福瑞斯生物能源科技開發有限公司
• 主分類號: C10G1/00
• 分類號: C10G1/00;C10B53/02;C10B57/00;C10B57/08;C10B57/10
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技術領域

本發明涉及一種用生物質制備生物油的方法。

背景技術

生物質熱裂解技術是目前世界上生物質能研究的前沿技術之一。

根據反應溫度和加熱速度的不同，生物質熱解工藝可分為慢速、常規、快速或閃速集中。低溫慢速熱裂解(＜500℃)，產物以木炭為主；高溫閃速熱裂解(700-1100℃)，產物以可燃氣體為主；中溫快速熱裂解(500-650℃)，產物以生物油為主。

生物質熱裂解液化是在中溫(500-650℃)、高加熱速率(104-105℃/s)和極短氣體停留時間(＜2s)的條件下，將生物質直接熱解，產物經快速冷卻可使中間液態產物分子在進一步斷裂生成氣體之前冷凝，從而得到高產量的生物質液體油。該技術最大的優點在于生物油易存儲和易輸運，不存在產品的就地消費問題，因而得到了國內外的廣泛關注。生物質熱裂解液化反應產生的生物油可通過進一步的分離和提取制成燃料油和化工原料；氣體視其熱值的高低可單獨或與其它高熱值氣體混合作為工業或民用燃氣；生物質炭可用作活性劑等。該技術是生物質轉換技術的重要方式之一。

現有生物質裂解技術普遍存在的問題是生物質熱裂解效率低，成本高，生物油黏度高、含氧量高、穩定性差、質量差：高密度(約1200Kg/m^3)；酸性強(pH值為2.8～3.8)；高水分含量(15％～30％)以及較低的發熱量(14～18.5MJ/Kg)，影響燃燒性能。

發明內容

本發明的目的在于提高生物質轉化率，并將復雜的生物質生產得到質量統一穩定的液化燃用油的方法。

本發明的技術方案為：一種生物質熱裂解液化燃用油技術，包括如下工藝步驟：

(1)生物質預處理：

用水、5mol/L鹽酸、氫氟酸按照體積比20∶1∶0.5的比例配置浸泡液，將生物質放置到浸泡液中浸泡30min，液面沒過生物質，脫除灰分；將脫除灰分的生物質進行干燥，使生物質的水分含量干燥至低于生物質質量的8％；將干燥后的生物質切割成3-5mm的長度；

(2)生物質熱裂解

將切割的生物質輸送至流化床，加料速度控制在20-200kg/h，在500-650℃的無氧條件下裂解，調節載氣流速，控制裂解氣體停留時間在0.8～1.2s之間，熱解氣離開反應器后，進入旋風分離器，依靠離心作用，分離木炭，蒸汽進入冷凝器；其中，可冷凝的部分經過兩級冷凝器冷卻形成液體，液體進入油水分離器進行油水分離，得到生物油，不可冷凝的氣體經過濾器凈化后，送入儲氣罐。

(3)生物油精制

一級冷凝器得到的為重質生物油，密度大于1.0-1.5g/cm³，二級冷凝器得到的為輕質生物油，密度在0.8-1.0g/cm³，將制得的重質生物油進行催化裂解，重質生物油預熱到400℃，進入固定床反應器，溫度保持在410-490℃，催化劑是擇形分子篩催化劑ZSM-5、Na-ZSM-5、HZSM-5、或磷酸鋁類分子篩，進料速率按設備大小控制在3-6m³/h，催化劑用量為生物油質量2％的條件下催化熱裂解生物油。2、如權利要求1所述的生物質熱裂解液化燃用油技術，其特征在于：所述的生物質為農作物秸稈，包括玉米、小麥秸稈及花生殼。

本發明的有益效果為：本發明在生物質熱解之前進行預處理，脫除灰分，在熱裂解過程中減小灰分的影響，使生物油的產量提高50％-60％。并且裂解反應后通過催化裂解的方法精制生物油，催化劑在中溫、常壓下通過熱化學方法將生物油中的氧以CO、CO、HO的形式除去，使之轉化為常溫下穩定、油品質量高、能量密度高、可直接廣泛應用的液體燃料。

具體實施方式

本發明用以下非限定性實施例做進一步說明。

具體實施例1：以玉米秸稈為例：

一種生物質熱裂解液化燃用油技術，包括如下工藝步驟：

(1)玉米秸稈預處理：

用水、5mol/L鹽酸、氫氟酸按照體積比20∶1∶0.5的比例配置浸泡液，將玉米秸稈放置到浸泡也中浸泡30min，液面沒過玉米秸稈，脫除灰分；將脫除灰分的玉米秸稈進行干燥，使玉米秸稈的水分含量干燥至低于玉米秸稈質量的8％；將干燥后的玉米秸稈切割成3-5mm的長度；

(2)玉米秸稈熱裂解