[發(fā)明專利]一種精制生物油的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210055550.4
• 申請日: 2012-03-05
• 公開（公告）號: CN102585875A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李文志;商麗敏;張明建;霍偉;祖帥;張騰飛
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: C10G3/00
• 分類號: C10G3/00
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種精制生物油的方法。

背景技術(shù)

生物質(zhì)熱解制取生物油是一項對解決當(dāng)前能源和環(huán)境危機，尤其是應(yīng)對液體燃料短缺較好的技術(shù)之一。生物質(zhì)熱解液化技術(shù)自上世紀(jì)80年代問世以來發(fā)展迅速，國際上現(xiàn)已研究開發(fā)出了多種熱解反應(yīng)器，有些已經(jīng)進(jìn)入示范應(yīng)用階段，如加拿大于2006年建成了日處理100噸木屑的熱解液化工業(yè)示范裝置，生物油產(chǎn)率在60wt％以上，油品用于燃燒發(fā)電。

我國自上世紀(jì)90年代中期沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)最早開展生物質(zhì)熱解液化研究以來，該項技術(shù)獲得了長足進(jìn)步，如中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)利用熱解副產(chǎn)品炭粉和可燃?xì)獾娜紵裏釣闊峤鉄嵩矗晒ρ兄瞥鎏幚砟芰?0kg/h到120kg/h不同規(guī)模的自熱式熱解液化試驗裝置，并建成一座處理能力為800kg/h的熱解液化產(chǎn)業(yè)化裝置，所產(chǎn)生物油被用于鍋爐燃燒生產(chǎn)蒸汽。

生物油是一種微乳化液，其是在中溫500～600℃，隔絕氧氣的條件下將生物質(zhì)顆粒迅速加熱裂解，再迅速冷凝后得到的一種棕黑色液體。生物油的組成與結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，且燃料特性尤其是熱穩(wěn)定性差，主要表現(xiàn)為：水分含量和氧含量高、粘度大、熱值和揮發(fā)性低、具有酸性和腐蝕性、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性差、既無法直接作為內(nèi)燃機燃料又不與化石燃油互溶。因此，生物油是一種低品位的液體燃料，需要經(jīng)過精制加工才可以替代石油燃料在現(xiàn)有熱力設(shè)備尤其是內(nèi)燃機中使用。

目前雖然對生物油的精制技術(shù)有很多詳細(xì)研究，每種技術(shù)有很多優(yōu)點，但是由于生物油的獨特性質(zhì)，這些方法都只對模型化合物或生物油中部分組分有效。現(xiàn)有技術(shù)中生物油精制通常在200℃以上進(jìn)行，解聚過程中生物油中的木質(zhì)素低聚物極易發(fā)生炭化結(jié)焦，產(chǎn)生大量焦炭和焦油類化合物，并沉積在催化劑表面，覆蓋催化劑活性位點，使催化劑失活，由此降低了生物油的解聚率。而上述木質(zhì)素低聚物由于具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、導(dǎo)熱性差的缺點使得其不易發(fā)生解聚。

因此，將木質(zhì)素低聚物催化解聚是精制生物油的關(guān)鍵，同時解聚方法對生物油中的其它大分子有機物也有效，最終達(dá)到精制生物油的目的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種精制生物油的方法，該方法對生物油中的木質(zhì)素低聚物具有較高的解聚率，由該方法制得的生物油的品位較高。

本發(fā)明公開了一種精制生物油的方法，包括：在光照的條件下，在可見光催化劑的作用下，生物油中的大分子有機物發(fā)生解聚。

優(yōu)選的，所述可見光催化劑為負(fù)載型催化劑或摻雜型催化劑。

優(yōu)選的，所述負(fù)載型催化劑的負(fù)載過渡元素為Fe、Ru、Co、Rh、Ni、Pt、Pd、Ag、Au、Zn或Cu；所述摻雜型催化劑摻雜的非金屬為氮、硫、鹵素或碳，過渡金屬離子為Fe³⁺、Mo⁴⁺、Ru³⁺、Os³⁺、Re⁵⁺、V⁴⁺或Rh₃₊。

優(yōu)選的，所述可見光催化劑的載體為TiO₂顆粒、TiO₂薄膜、SiO₂-TiO₂薄膜、Sb摻雜TiO₂薄膜、CdS、CdS-TiO₂復(fù)合半導(dǎo)體、ZnO和WO₃。

優(yōu)選的，所述負(fù)載型催化劑為Pt-Ru/CdS-TiO₂。

優(yōu)選的，所述光照的光源為太陽光。

優(yōu)選的，所述光照的波長范圍為0.32～4.0um。

優(yōu)選的，所述光照的光功率為260～5000mw/cm³。

優(yōu)選的，所述可見光催化劑與所述生物油的質(zhì)量比為(1×10^-6～1×10^-2)：1。

優(yōu)選的，所述解聚反應(yīng)的反應(yīng)溫度為0～60℃，所述解聚反應(yīng)的反應(yīng)壓力為0.001～2MPa。