植物材料催化裂解制取可燃气体的方法技术

本发明专利技术涉及植物材料制取可燃气体技术领域。其为开辟新能源而研制的。它将植物材料与强碱或中碱性催化剂以１～１０％质量比混合加入裂解炉中，在压力０～５大气压、温度２００～９００℃，隔绝空气条件下，进行催化裂解反应产生低分子可燃气体。它具有方法简单、转化率高、残留物少优点，适宜在农村推广应用。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种植物材料制取可燃气体方法的
能源是人类面临的三大问题之一，现在人类生产、生活所需能源主要来自不可再生“矿物能源”-煤、石油；所以煤和石油资源正在不可逆地减少，终有枯竭的一天，并且煤、石油所产生愈来愈严重的环境问题以及潜在的能源危机已得到全社会的关注，因此利用植物材料这一再生资源开发新能源替代当今的煤和石油的生产，其意义十分重大。国内专利文献如专利号为93110113.1地中国专利“废弃材料制取可燃气、炭和焦油的方法”，其反应过程主要是干馏，只能获得30％重量左右可燃气；还有专利号为93227510.0的中国专利“可燃气生产装置”，其主要是将干燥植物和化学物质混合燃烧产生可燃气，它们的缺点是产物以低分子量难以液化组份如甲烷、一氧化碳为主，几乎没有含C3、C4以上的组份，而且副产物也较多。本专利技术的目的在于提供一种植物材料在催化剂作用下裂解成大量能液化的低分子量可燃气体，其有转化率高、副产物少且方法简便的生产方法。本专利技术的技术方案是这样实现的。该，其特征在于将颗粒状或片状植物材料与强碱或中碱性的催化剂以质量比1∶1～10％混合后加入裂解炉中，在压力0～5大气压、温度200-900℃、隔绝空气条件下，进行催化裂解化学反应产生低分子可燃气体。上述催化剂可采用在200-900℃温度范围内能呈强碱性或中碱性物质如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钙、氧化钙或醋酸钠、醋酸钾、醋酸钙粉末，优化选择廉价的氧氧化钙、氧化钙粉末。上述裂解炉中还可以加入在200-900℃温度范围内能产生低分子有机化合物的塑料或合成纤维或橡胶，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚丙烯辅料或柴油、焦油或难以液化可燃气气态有机化合物物质，所述有机化合物与植物材料混合后通过物料进给机构直接加入裂解炉内或者在裂解炉外的汽化加热器中升温汽化后通入裂解炉内。上述裂解炉加热可采用电或燃料进行直接加热，也可以采用通入气态有机化合物进行加热。上述催化裂解化学反应温度优化范围在450～550℃，压力优化范围在0～3大气压，植物材料与催化剂质量比优化范围在1∶2～5％。上述植物材料为片状，厚0.2～2mm，面积10～1000平方毫米范围或颗粒状，颗粒直径在1-10mm范围。本专利技术采用碱性催化剂来破坏植物材料生物固有特性，再在高温气态有机化合物分子轰击下，使植物材料高分子链状化合物因此而断裂产生大量低分子可燃气、焦油等，催化剂优先采用最廉价而有效的氧化钙粉末，有机化合物优先采用最廉价而有效的废弃塑料如聚氟乙烯、聚丙烯等等。本专利技术可利用几乎所有的植物材料为原料，特别是那些以往不能被利用的树木的枝、叶、作物的秸、秆、种子与果实的皮、芯、壳、核、各种蒿草、种植草以及木屑、糖渣等资源作新能源、意义十分深远。所产混合气经吸收与分离装置，分离出难液化可燃气如甲烷、乙烷及微量一氧化碳等混合气体、液化可燃气(C3、C4)、焦油，而且可以调节反应温度、压力，高温气态有机化合物的组份以及催化剂配方来控制所产混合气中各组分的比率，对原料的利用率极高，平均二公斤可生产C3、C4和焦油近一公斤，最终残渣为活性炭。焦油可提取其他化工产品。难液化可燃气和经滤清的焦油供汽化加热器作燃料或升温至高温气态输入到化学裂解炉内用于升温及与植物材料混合进行化学裂解反应，难液化可燃气的其余部分经气体发电机组转化为电力供本系统使用或并入电网。本专利技术的生产过程无任何废物排放，不污染环境，反应条件温和、安全、可靠，适宜作为新能源途径推广应用。实施例1在常压下，碱性化合物氧化钙占物料重量比为3％，植物材料谷壳与辅料片状聚丙烯废料重量比为8∶2并混合均匀，以燃气或电对炉体进行加热使炉内升温，在不同裂解温度下所产混合气中各组分重量百分比表实施例2.在3大气压下，碱性催化剂选用氢氧化钠，占物料重量比3％，植物谷壳与片状聚丙烯废料重量比为8∶2，以电加热对炉体进行加热升温至500℃反应产生可燃气体。实施例3.在1大气压下，碱性催化剂选用醋酸钠，占物料重量比3％，植物材料果壳与颗状聚丙烯废料重量比为8∶2，以电加热时，炉体进行加热升温至500℃反应产生可燃气体。实施例4.在常压下，裂解温度为500℃，植物材料谷壳与辅料片状聚丙烯废料重量比8∶2，以燃气或电对炉体进行加热使炉内升温，在不同催化剂氧化钙粉末所占物料重量比下所产混合气中各组分重量百分比表说明辅料也可采用聚氯乙烯、聚氟乙烯等片状废料，但相应需要增加碱性化合物的比例以抑制裂解过程中腐蚀性有害气体的产生，所得混合气则以烯烃居多。实施例5.选用聚氯乙烯作辅料，其余如实施例4。实施例6.选用聚氟乙烯作辅料，其余如实施例4。实施例7在常压下，裂解温度为500℃，在催化剂氧化钙粉末为3％，以燃气或电对炉体进行加热使炉内升温，在辅料聚丙烯废料与植物材料谷壳不同重量比下所产混合气中各组分重量百分比表实施例8在常压下，裂解温度为500℃，在催化剂氧化钙粉末为3％，以汽化加热器产生不同高温气态有机化合物使炉内升温、不加辅料条件下，所产混合气中各组分重量百分比表实施9在常压下，裂解温度为500℃，，在催化剂氧化钙粉末为3％，谷壳与片状聚丙烯废料质量比为8∶2条件下，以汽化加热器产生不同高温气态有机化合物使炉内升温条件下，所产混合气中各组分重量百分比表实施例10.在常压下，碱性化合物氧化钙占物料重量比3％，植物材料谷壳与橡胶重量比8∶2，以电加热方式对炉体进行加热使炉内升温，在500℃下反应制取可燃气体。实施例11.在常压下，碱性化合物氧化钙占物料重量比2％，植物材料果壳与合成纤维尼龙66重量比8∶2，以电加热方式对炉体进行加热使炉内升温，在500℃下反应制取可燃气体。实施例12.合成纤维采用丙纶，其余如实施例11。权利要求1．一种，其特征在于将植物材料与强碱性或中碱性的催化剂以质量比1∶1～10％混合后加入裂解炉中，在压力0～5大气压、温度200-900℃、隔绝空气条件下，进行催化裂解反应产生低分子可燃气体。2．如权利要求1所述的生产方法，其特征在于所述催化剂为200-900℃温度范围内能呈现碱性的化合物。3．如权利要求1所述的生产方法，其特征在于所述裂解炉中加入在200-900℃温度范围内能产生低分子有机化合物的塑料或合成纤维或橡胶。4．如权利要求2所述的生产方法，其特征在于所述化合物为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钙、氧化钙或醋酸钠、醋酸钾、醋酸钙粉末。5．如权利要求1所述的生产方法，其特征在于所述裂解炉中加入聚乙烯、聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚丙烯辅料或柴油、焦油或难液化可燃气气态有机化合物。6．如权利要求5所述的生产方法，其特征在于所述有机化合物与植物材料混合后通过物料进给机构直接加入裂解炉内或者在裂解炉外的汽化加热器中升温汽化后通入裂解炉内。7．如权利要求6所述的生产方法，其特征在于所述裂解炉加热可采用电或燃料进行直接加热，也可以采用通入气态有机化合物进行加热。8．如权利要求1所述的生产方法，其特征在于所述温度优化范围在450～550℃，压力优化范围在0-3大气压，植物材料与催化剂质量比优化范围在1∶2-5％。9．如权利要求1所述的生产方法，其特征在于所述植物材料为颗粒状或片状，颗粒直径在1-10mm范围，片状为厚0.2～2mm，面积10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种植物材料催化裂解制取可燃气体的生产方法，其特征在于将植物材料与强碱性或中碱性的催化剂以质量比１∶１～１０％混合后加入裂解炉中，在压力０～５大气压、温度２００－９００℃、隔绝空气条件下，进行催化裂解反应产生低分子可燃气体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：楼龙春，张文虎，
申请(专利权)人：楼龙春，张文虎，
类型：发明
国别省市：97[中国|宁波]