[發明專利]一種海藻—稻殼分級水熱液化制取生物油的裝置及其方法

有效

• 申請號: 201710148431.6
• 申請日: 2017-03-14
• 公開（公告）號: CN107057741B
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 王爽;王旭東;孫超群;王謙;何志霞;曹斌;胡亞敏
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C10G1/00
• 分類號: C10G1/00;C10L1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及到一種海藻—稻殼分級水熱液化制取生物油的裝置及其方法，在一級反應釜中，加入部分氫氣后，藻類生物質進行水熱液化，30?40分鐘后，釜內溫度與壓力會達到亞臨界條件，此時打開通氣閥，將一級反應釜產生的氣體通入置有稻殼與少量溶劑的二級反應釜，將放有稻殼的反應釜加熱到超臨界狀態。該工藝中，未干燥藻類在亞臨界狀態下產生的水蒸氣、烴、酯、酸等有機物，連同氫氣一起通入稻殼的水熱反應釜中，與稻殼水熱產生的氣體進行重組反應，利用兩者共熱解的協同作用特點，提高水熱生物油的品質，同時不需要對藻類進行干燥，稻殼進行水熱時也不需要額外添加溶劑，有效的降低了水熱成本。

技術領域

本發明屬于能源利用領域，涉及到生物質水熱液化制取生物油的工藝和裝置，特別涉及海藻—稻殼分級水熱液化制取生物油的裝置及其方法。

背景技術

為解決能源問題，我國對生物質能的研究陸續展開。目前生物質原料來源多種多樣，但多面臨著原料供應不足，原料成本高，原料與糧食作物的沖突以及轉化工藝缺陷的問題。海藻生物質擁有巨大的開發潛力，它利用了廣闊的海洋資源，生長速率高，品種多樣，稻殼在日常生活中也是一種環保而又充足的生物質資源，因此，海藻與稻殼都是良好的生物質能轉化的原料。

與快速熱解相比，水熱液化的優點在于它能轉化高水分含量的物料，對于高含水率的生物質，不需要進行干燥處理，成本低廉；其缺點在于油產率相對較低，并且生物油的品質也不夠好，在投入使用前還需進行提純等工藝。

因此，本發明提出一種原料處理簡單、加熱成本低廉，同時高油產率、高油品質的水熱液化制取生物油的工藝和裝置。

發明內容

本發明的采用海藻—稻殼分級式水熱液化制取生物油裝置及方法，以提高水熱液化制取生物油的產率和品質，進一步提高原料利用率。

本發明是通過如下技術方案得以實現的：

一種海藻—稻殼分級水熱液化制取生物油的裝置，包括一級反應釜、二級反應釜、增壓泵和管道；所述一級反應釜與二級反應釜通過管道相連，且一級反應釜與二級反應釜之間設置有第二通氣閥；所述一級反應釜一側設置有第一通氣閥和增壓泵；所述二級反應釜一側設置有第三通氣閥。

進一步的，所述一級反應釜與二級反應釜上分別安裝有第一壓力表和第二壓力表。

進一步的，所述管道上靠近一級反應釜段安裝有濾網，該濾網置于一級反應釜與第二通氣閥之間，用于過濾一級反應釜流入二級反應釜的物體。

基于海藻—稻殼分級式水熱液化制取生物油的裝置的方法，包括以下步驟：

步驟1：將海藻放入一級反應釜，關閉第二通氣閥，打開第一通氣閥給一級反應釜通入氮氣，對釜內空氣進行2～3次置換后，給一級反應釜中充入氫氣至2-5MPa，關閉第一通氣閥；

步驟2：保持第二通氣閥的關閉狀態，量取5-15ml的乙醇與一定量的稻殼置于二級反應釜中，打開第三通氣閥給二級反應釜通入氮氣，對釜內空氣進行2～3次置換后關閉第三通氣閥；

步驟3：加熱一級反應釜至300℃～320℃后保持此溫度，待一級反應釜內反應10～30分鐘后打開通氣閥，5～10分鐘后一級反應釜與二級反應釜壓力一致，打開增壓泵給一級反應釜注入乙二醇或者二苯砜或者丙三醇，從而將氣體全部排入二級反應釜后，關閉通氣閥，關閉增壓泵；

步驟4：加熱二級反應釜至370℃～380℃，保持此溫度使其反應10～30分鐘；

步驟5：反應到達指定時間后關閉電源，冷卻后排出氣體打開二級反應釜，將產物分離提純。

進一步的，所述丙三醇的沸點為290℃，在一級反應結束后的5～10分鐘后，一級反應釜冷卻到290℃以下，在注液增壓的過程中丙三醇能保持在液態。