[發明專利]一種生物油電化學提質方法

有效

• 申請號: 202010745400.0
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN111909736B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 汪一;鄧偉;熊哲;汪雪棚;彭丹;陳元靜;向軍;胡松;蘇勝;江龍
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C11B3/00
• 分類號: C11B3/00;C10L1/02
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 尚威;李智

本發明屬于生物質能利用領域，公開了一種生物油電化學提質方法，包括以下步驟：(a)將生物油、有機溶劑和支持電解質混合得到陰極液；(b)準備酸溶液作為陽極液；(c)采用陰極液和陽極液組建電化學反應器，陰極液與陽極液之間通過1或2個離子交換膜相隔，并能夠形成電流回路；(d)在陰極液一側通入保護性氣體后，通過工作電極和陽極電極通入電流以進行電化學反應，由此即可實現生物油電化學提質。本發明與現有技術相比能夠有效解決熱化學方法提質生物油易形成積碳的問題，在溫和條件下對生物油進行電化學提質，提質可降低生物油酸含量、芳香組分含量和重質組分含量，使得生物油適合于運輸和儲存，同時在提質過程中避免積碳的產生。

技術領域

本發明屬于生物質能利用領域，更具體地，涉及一種生物油電化學提質方法。

背景技術

生物油是生物質的熱解產物，是唯一以液體形式存在的含碳可再生能源。與生物質相比，生物油能量密度高，通常可達生物質能量密度的10倍。將生物質轉化為生物油是一種有前景的生物質能低成本利用方式。然而，生物油目前仍未有成熟的可工業化的應用或處理技術。導致生物油的難處理、難應用的根本原因是其特有的物理化學特性。生物油成分復雜、酸值高、粘度大、具有腐蝕性，導致其難以進行大規模的運輸和儲存。生物油含氧量高、重質組分多(分子量高)、熱值低，導致難以直接應用于燃燒設備。因此，生物油必須經過精制提質以提高燃料性質或提煉高附加值化學品。目前對生物油的提質方法主要是基于熱化學的加氫脫氧、催化裂解、水蒸氣重整等傳統方法，處理過程需要在高溫或高氣壓環境下進行。然而，生物油熱穩定性差，受熱易結焦形成積碳，造成反應器堵塞或催化劑失活，降低提質效率，甚至導致反應難以進行。

鑒于上述情況，研發一種溫和條件(如常溫常壓)下的生物油提質方法將具有重要應用價值。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明的目的在于提供一種生物油電化學提質方法，其中通過對提質方法所采用的電化學處理、以及電化學處理所采用的具體參數、條件等進行改進，與現有技術相比能夠有效解決傳統熱化學方法提質生物油易形成積碳的問題，本發明能夠在溫和條件(如常溫常壓)下對生物油進行電化學提質，提質可降低生物油酸含量、芳香組分含量和重質組分含量，使得生物油適合于運輸和儲存，同時在提質過程中避免積碳的產生。

為實現上述目的，按照本發明，提供了一種生物油電化學提質方法，其特征在于，包括以下步驟：

(a)將生物油、有機溶劑和支持電解質三者混合，混合得到的液體作為陰極液備用；其中，所述支持電解質用以提高電導率；

(b)準備濃度為0.2-1.0mol/L的酸溶液作為陽極液備用；

(c)采用所述陰極液和所述陽極液組建電化學反應器，向所述陰極液中插入工作電極，所述陽極液中插入陽極電極，所述陰極液與所述陽極液之間通過1個或2個離子交換膜相隔，并能夠形成電流回路；

(d)在所述陰極液一側通入保護性氣體后，通過所述工作電極和所述陽極電極通入電流以進行電化學反應；所述電化學反應是在50-200mA電流條件下反應2-8h，由此即可實現生物油電化學提質。

作為本發明的進一步優選，所述步驟(a)中，所述生物油是由農林廢棄物生物質在不低于500℃的高溫下熱解后經過冷凝直接得到的；

優選的，所述農林廢棄物生物質為稻殼、秸稈、食用菌基質、林木枝椏或樹皮。

作為本發明的進一步優選，所述步驟(a)中，所述有機溶劑為醇類溶劑，優選為甲醇、乙醇、正丙醇或異丙醇的一種或多種；所述陰極液中生物油組分與醇類溶劑組分的質量比滿足9:1-4:1。