[發明專利]一種廚余垃圾制備生物柴油的方法

有效

• 申請號: 201210179520.4
• 申請日: 2012-06-04
• 公開（公告）號: CN102676308A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 蘇有勇;吳楨芬;葉節連;王華;陳恒杰;潘奇林;施航;韓挺
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C11C3/04
• 分類號: C11C3/04;C11B3/12;C10L1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種生物柴油的制備方法，特別是一種廚余垃圾制備生物柴油的方法，屬生物能源技術領域。

背景技術

隨著世界范圍內對燃料需求的增加和碳減排的需求，對許多替代石油燃料的可再生資源的研究越來越引起世界各國的重視。生物柴油具有優越的環保性和可再生性，用于替代石油柴油具有非常大的潛力。目前，生物柴油主要以各種動植物油脂、微生物油脂、廢棄餐飲油、植物油加工的下腳料等為原料，經過酯交換反應制備得到。生物柴油制備成本中75%是原料成本，價格高是生物柴油替代燃料商品化的主要障礙，尋求廉價原料和高效的生物柴油加工技術成為生物柴油產業化發展的關鍵。

廚余垃圾是一種非常具有再利用潛力的廢棄資源，隨著社會經濟的發展，人民生活水平的提高，廚余垃圾的產生量越來越大。廚余的主要組成有果蔬、果皮、果核、肉食、骨頭等，還有一定量的廢餐具、牙簽及餐紙。傳統的處置手段已不能滿足環境保護和人體健康衛生的需要。為了完全消除或使廚余垃圾對人體健康、市容環境的影響降至最低限度，必須積極開發各種廚余垃圾處理技術。廚余中含有大量的細菌等病原微生物，不利于廚余垃圾的直接利用，但其有機物含量高，通過裂解和酯化制備生物柴油的方式對這些有機物加以利用，可為廚余垃圾的轉化利用提供了可行的途徑，同時也為生物柴油生產提供廉價原料。

發明內容

本發明的目的在于提供一種廚余垃圾制備生物柴油的方法，以降低生物柴油的生產成本，實現廚余垃圾的資源化利用。

本發明通過下列技術方案實現：一種廚余垃圾制備生物柴油的方法，經過下列各步驟：

（1）廚余垃圾脫水：去除廚余垃圾中的沙石等雜物，將廚余垃圾與固體酸催化劑按質量比為100︰5～10混合均勻，在溫度為120～150℃下進行微波加熱脫水；

（2）裂解和酯化反應制備生物柴油：在步驟（1）所得脫水后的廚余垃圾中以流量為5～10L/min通入甲醇蒸氣，并在250～300℃下進行微波加熱，收集所產生的蒸發氣體；廚余垃圾在微波快速加熱下開始發生裂解反應產生C₃～C₁₆為主的脂肪酸，在固化酸催化劑作用下與脂肪酸發生氣相酯化反應生成脂肪酸甲酯，生成的脂肪酸甲酯被反應剩余的甲醇蒸氣帶出；

（3）精餾：將步驟（2）所得蒸發氣體在70～80℃下進行精餾，使甲醇與脂肪酸甲酯的分離，收集精餾塔底部流出的組分，即得到生物柴油（脂肪酸甲酯）粗產品；

（4）生物柴油產品的精制：將步驟（3）所得生物柴油粗產品通過已知的分餾技術，即得到不同沸點范圍的生物柴油產品。

所述步驟（1）的廚余垃圾為果蔬、果皮、果核、肉食、骨頭、廢餐具、牙簽和餐紙。

所述步驟（1）的固體酸催化劑為SO₄^2-/ZrO₂、SO₄^2-/TiO₂、SO₄^2-/ZrO₂－TiO₂、SO₄^2-/TiO₂－Fe₂O₃型固體酸。

所述步驟（1）的微波條件是微波頻率為50Hz、功率為300～500W。

所述步驟（2）的微波條件是微波頻率為50Hz、功率為800～1000W。

所述步驟（3）精餾時產生的甲醇蒸氣返回步驟（2）循環利用。

本發明的優點及積極效果：

本發明采用微波進行加熱，廚余垃圾的裂解反應和酯化反應同步進行，極大地縮短了加熱時間，提高了生產效率，制備的生物柴油低溫流動性好，制備工藝過程簡單，實現廚余垃圾的資源化利用，降低生物柴油的生產成本。

具體實施方式

下面以實例進一步說明本發明的實質內容，但本發明的內容并不限于此。

實施例1

（1）廚余垃圾脫水：去除包括果蔬、果皮、果核、肉食的廚余垃圾中的沙石等雜物，將廚余垃圾與固體酸催化劑SO₄^2-/ZrO₂型固體酸按質量比為100︰5混合均勻，在溫度為120℃下，以微波頻率為50Hz、功率為300W進行微波加熱脫水；