[發(fā)明專利]一種木薯渣快速熱解選擇性制備高值產(chǎn)品的方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202010850730.6 | 申請(qǐng)日： | 2020-08-21 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN112010824A | 公開（公告）日： | 2020-12-01 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 袁浩然;張軍;顧菁;王舒笑;單銳 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所 |
| 主分類號(hào)： | C07D307/48 | 分類號(hào)： | C07D307/48;C07D307/33;C07C45/00;C07C49/17;C07H3/10;C07H1/00;C10B53/02;C10B57/08 |
| 代理公司： | 廣州科粵專利商標(biāo)代理有限公司 44001 | 代理人： | 方燕;莫瑤江 |
| 地址： | 510640 廣*** | 國(guó)省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 木薯 快速 選擇性 制備 產(chǎn)品 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種木薯渣快速熱解選擇性制備高值產(chǎn)品的方法。一種木薯渣快速熱解選擇性制備高值產(chǎn)品的方法，包括如下步驟：以木薯渣為原料，采用酸溶液或堿溶液對(duì)木薯渣進(jìn)行化學(xué)預(yù)處理得到預(yù)處理后的木薯渣，將預(yù)處理后的木薯渣在無(wú)氧環(huán)境下，于300℃～800℃下進(jìn)行快速熱解，熱解升溫速率10～50℃/ms，熱解時(shí)間5～20s。本發(fā)明以硫酸或氫氧化鈉為化學(xué)預(yù)處理劑，對(duì)木薯渣進(jìn)行簡(jiǎn)單的化學(xué)預(yù)處理后進(jìn)行快速熱解，能夠獲得特定高值化學(xué)品含量更高的生物油產(chǎn)品。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及生物質(zhì)能利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種木薯渣快速熱解選擇性制備高值產(chǎn)品的方法。
背景技術(shù)
生物質(zhì)被認(rèn)為是替代化石資源轉(zhuǎn)化為高附加值固體、液體和氣體產(chǎn)物的最佳選擇，其具有分布廣泛、可再生、儲(chǔ)量大等突出特點(diǎn)。在各種生物質(zhì)轉(zhuǎn)化技術(shù)中，熱化學(xué)轉(zhuǎn)化是提高生物質(zhì)資源利用效率的一種有效途徑，其中熱解技術(shù)能夠?qū)⑸镔|(zhì)資源轉(zhuǎn)化為高值燃料和一系列平臺(tái)化合物。木薯渣來(lái)源于木薯加工過(guò)程，屬于典型的農(nóng)業(yè)廢棄生物質(zhì)資源，由于其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)成分，可采用熱解方式將其轉(zhuǎn)化為高值化學(xué)品。當(dāng)前研究主要通過(guò)改變熱解溫度和原料粒度以調(diào)節(jié)產(chǎn)物分布，從而調(diào)變熱解生物油組成(Pattiya,A.,2011.Bio-oilproduction via fast pyrolysis of biomass residues from cassava plants in afluidised-bed reactor.Bioresource Technol.102,1959–1967；Pattiya,A.,Sukkasi,S.,Vituruch Goodwin,V.,2012.Fast pyrolysis of sugarcane and cassava residuesin a free-fall reactor.Energy 44,1067–1077；Sirijanusorn,S.,Sriprateep,K.,Pattiya,A.,2013.Pyrolysis of cassava rhizome in a counter-rotating twin screwreactor unit.Bioresource Technol.139,343–348；Tangsathitkulchai,C.,Weerachanchai,P.,Tangsathitkulchai,M.,2012.Rheology and fuel properties ofslurries of char and bio-oil derived from slow pyrolysis of cassava pulpresidue and palm shell.Korean J.Chem.Eng.29,1713–1721)。對(duì)于木薯渣的常規(guī)熱解，主要存在高值化學(xué)品含量低，目標(biāo)產(chǎn)物羥基丙酮、4-羥基二氫呋喃-2(3H)-酮、左旋葡萄糖酮和糠醛收率和選擇性相對(duì)較低。因此，亟待提出新的方法提高木薯渣熱解產(chǎn)物收率。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種木薯渣快速熱解選擇性制備高值產(chǎn)品的方法，本發(fā)明以硫酸或氫氧化鈉為化學(xué)預(yù)處理劑，對(duì)木薯渣進(jìn)行簡(jiǎn)單的化學(xué)預(yù)處理后進(jìn)行快速熱解，能夠獲得特定高值化學(xué)品含量更高的生物油產(chǎn)品。
本發(fā)明的目的是提出一種木薯渣快速熱解選擇性制備高值產(chǎn)品的方法，包括如下步驟：以木薯渣為原料，以酸溶液或堿溶液對(duì)木薯渣進(jìn)行化學(xué)預(yù)處理得到預(yù)處理后的木薯渣，預(yù)處理后的木薯渣在無(wú)氧環(huán)境下，于300℃～800℃下進(jìn)行快速熱解反應(yīng)得到熱解產(chǎn)物，熱解升溫速率10～50℃/ms，熱解時(shí)間5～20s。本發(fā)明提出結(jié)合化學(xué)預(yù)處理和快速升溫的方式，提高木薯渣熱解目標(biāo)產(chǎn)物收率。
酸/堿預(yù)處理能夠促進(jìn)生物質(zhì)熱解過(guò)程開環(huán)和鏈斷裂反應(yīng)的發(fā)生，豐富熱解產(chǎn)物的種類，同時(shí)能夠促進(jìn)醛、酮、烴類物質(zhì)的形成。其中，酸預(yù)處理后熱解產(chǎn)物中糠醛、1,4:3,6-二脫水-α-D-吡喃葡萄糖和左旋葡萄糖酮的產(chǎn)率顯著提高，提升產(chǎn)物利用價(jià)值。此外，本發(fā)明提出的木薯渣快速熱解制備高值產(chǎn)品的方法生產(chǎn)過(guò)程工藝簡(jiǎn)單，預(yù)處理成本低，便于連續(xù)化生產(chǎn)。
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