淡水鱼废弃物制备生物质油的方法技术

本发明专利技术提供淡水鱼废弃物制备生物质油的方法，属于生物质工程与能源技术领域，包括，将淡水鱼废弃物浆料、去离子水、Na2CO3和谷氨酸钠在通入保护性气氛的反应釜本体中进行水热解反应，得反应产物；利用二氯甲烷清洗反应釜本体、转轴和下搅拌棍，收集洗涤液；将所述反应产物和所述洗涤液的混合物进行抽滤，获得液相和固相；将所述液相利用二氯甲烷萃取，萃取液经旋转蒸发和真空干燥获得液体产物，即为生物质油。本发明专利技术制备生物质油的方法能降低生物质油的酸性和高黏度，有非常高的产油率，生物质油中成分的含量较少，生物质油的热值及品质较高，且能获得高品位的水热炭。

Preparation of Bio-oil from Freshwater Fish Waste

The invention provides a method for preparing biomass oil from freshwater fish wastes, which belongs to the field of biomass engineering and energy technology. It includes water pyrolysis reaction of freshwater fish wastes slurry, deionized water, Na2CO3 and sodium glutamate in the reactor body with protective atmosphere to obtain reaction products, and cleaning the reactor body, rotating shaft and downward stirring stick with dichloromethane to collect and wash. The liquid phase and solid phase are obtained by filtering the mixture of the reaction product and the washing liquid; the liquid phase is extracted by dichloromethane, and the liquid product is obtained by rotating evaporation and vacuum drying of the extraction liquid, i.e. biomass oil. The preparation method of the bio-oil can reduce the acidity and high viscosity of the bio-oil, has very high oil production rate, less content of components in the bio-oil, higher calorific value and quality of the bio-oil, and can obtain high-grade hydrothermal carbon.

【技术实现步骤摘要】
淡水鱼废弃物制备生物质油的方法
本专利技术属于生物质工程与能源
，具体涉及淡水鱼废弃物制备生物质油的方法。
技术介绍
随着经济不断发展，能源需求量不断加大，化石能源的逐渐枯竭以及过度使用化石燃料带来的气候变化和环境污染等问题越发突出，寻求一种优质的替代能源和可再生能源已经十分迫切。其中，生物质能拥有总量大、可再生、绿色环保等优点，具有广阔的发展前景。生物质种类繁多，不同生物质所含能量不同，即使是同一种生物质，又会因为其不同的生长环境、种植方法、生长周期等因素导致其含有的能量不同。生物质作为地球上最广泛存在的物质，有可储存、碳循环和环境影响小等特点，因此研究生物质原料生产生物质油具有重大意义。生物质中储存的生物质能的使用方式可分为以下几大类：燃烧、热解、气化、固体成型和生化转化。现如今可利用的、有代表性的生物质包括农林业生产过程中除粮食、果实外的秸秆、树木等木质纤维素、农产品加工业生产过程中的下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物等物质，都是能轻易从自然中得到的物质。在广泛的生物质资源中，食用淡水鱼类是不可忽视的一种生物质资源。我国水域辽阔，鱼类资源十分丰富，淡水鱼养殖量跃居世界第一位。淡水鱼一般的加工过程为破肚、去内脏，部分鱼类由于鱼皮较为坚韧，还需去鱼皮。加工后，剩余部分的废弃物包括鱼皮、鱼骨、鱼鳍、鱼尾、内脏、鱼鳞、鱼鳔及其残留鱼肉，处理不当会发出严重恶臭污染环境。充分利用淡水鱼加工后的废弃物，将会提高淡水鱼产品的附加值、减少加工业污染。目前，很少有人利用淡水鱼弃物制备生物质油。水热解(HydrothermalTreatment)技术就是指利用高温高压状态下水的特殊性质，有机物在其中发生以降解为主的热解、水解和溶解反应，在此过程中，可以将高分子有机物进行转化，变成小分子化合物及其单体，甚至是CO2和H2O。根据反应条件和产物的不同，可对水热反应进行分类。根据水的状态，可分为超临界水热反应和亚临界水热反应；根据反应产物的不同，可分为水热气化，水热液化和水热碳化，水热气化以回收可燃气为主，水热液化以回收油品为主，水热碳化以回收炭黑为主。水热解反应具有反应速度快且对反应物料适应性广的显著特点，通过多步独立反应和催化剂等手段的使用，可以有效控制反应过程以得到特定的产物，极大地促进了有机废弃物水热资源化技术的发展。但是水热解获取的生物质油由于含有成百上千种成分而且呈酸性和高黏度等特性，难以直接高品质利用，且目前针对淡水鱼弃物通过水热解制备生物质油的研究未见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种可快速打散团聚的粉料，减小粉料的粒径，促进原料的混合，升温过程中能减少焦炭的产生，提高生物质油的产率的淡水鱼废弃物制备生物质油用热解装置。本专利技术为实现上述目的所采取的技术方案为：淡水鱼废弃物制备生物质油用热解装置，包括反应釜本体、转轴、上下搅拌棍、充放气阀门，反应釜本体内部设有转轴，转轴上端穿过反应釜本体连接电机，转轴上连接有上搅拌棍与下搅拌棍，反应釜本体底部设有出料口，上搅拌棍与下搅拌棍表面嵌有若干球形多孔介质，下搅拌棍外弧面连接连接绳，连接绳由多股线绕接而成，连接绳的下端连接清洁球，清洁球表面设有钢丝刷。将淡水鱼废弃物磨成粉末状后倒入反应釜本体中再加入适量的去离子水，同时去除反应釜本体内多余的杂质气体后进行加热搅拌，经过一定时长的搅拌后，冷却至室温得到水热解产物，在搅拌过程中搅拌棍能可将团聚的粉料打散，使粉料与去离子水充分混合，间接的提高生物质油的产率，反应釜内部的温度可控，升温迅速减少了焦炭的产生，并且反应釜的保温效果较好，会使生物质油的产率大大提高，支撑脚倾斜连接反应釜本体底部增加了整个装置的稳定性。上下搅拌棍弧形设计较好的贴合了反应釜的侧壁，下搅拌棍的下表面设有的钢丝刷可在搅拌棍转动的同时带动堆积的粉料一起翻动，提高了搅拌效果，还便于清洁反应釜内部少于的沉积物，使反应釜内更为清洁，通过球形多孔介质的吸附性能，将各反应物质吸附在球形多孔介质上进行反应，并在搅拌棍的作用下不断反应釜内旋转，可不断的接受新加入需要反应的物质进行反应，从而提高反应效率。作为优选，上搅拌棍与下搅拌棍的内弧面通过连接杆连接，连接杆为铜棒。连接杆连接上下搅拌棍一方面可增加搅拌棍的牢固程度，在搅拌时不易损坏，另一方面可增大搅拌面积，搅拌过程中原料会混合的更加均匀，连接杆材料为铜棒，铜棒的导热传递性较好，能使反应釜内部的温度快速提升至所需温度，减少焦炭的产生。作为优选，转轴内部安装有加热管与制冷管，加热管与制冷管之间用挡板隔开。需要加热时接通电源转轴内部的加热管会迅速升温，热量会通过转轴传递至反应釜内部空间，上下搅拌叶片均为导热性能较好的材料，可缩短升温的时间，减少焦炭的产生，有利于提升生物质油的产率，制冷管在反应结束后对反应物进行冷却，冷却至室温后放出反应釜内的气体。作为优选，电机放置于固定板上方，电机输出端连接转轴，且转轴穿过反应釜本体，转轴与反应釜本体的接触部位套接有轴承，固定板通过支撑柱连接反应釜本体顶部。作为优选，反应釜本体由支撑脚支撑，反应釜本体的左右两侧设有充气阀门与放气阀门，充气阀门的上方设有进料口，进料口的相对侧连接有进液口。电机的转速可调节，搅拌转速为400RPM～1000RPM，在该转速范围内搅拌效果最佳，转轴与反应釜本体的接触部位套接有轴承对反应釜起到一定的保护作用。本专利技术的目的之二在于提供一种能降低生物质油的酸性和高黏度，有非常高的产油率，生物质油中成分的含量较少，生物质油的热值及品质较高，且能获得高品位的水热炭的淡水鱼废弃物制备生物质油的方法。本专利技术为实现上述目的所采取的技术方案为：用上述热解装置淡水鱼废弃物制备生物质油的方法，包括，将淡水鱼废弃物浆料、去离子水、Na2CO3和谷氨酸钠在通入保护性气氛的反应釜本体中进行水热解反应，得反应产物；利用二氯甲烷清洗反应釜本体、转轴和下搅拌棍，收集洗涤液；将反应产物和洗涤液的混合物进行抽滤，获得液相和固相；将液相利用二氯甲烷萃取，萃取液经旋转蒸发和真空干燥获得液体产物，即为生物质油。不同于现有藻类、秸秆、植物淀粉等原料水热解制生物质油，本专利技术采用食用淡水鱼废弃物水热解制生物质油，使得原料由植物纤维、植物蛋白质扩大至动物蛋白质，更适宜沿海及水系发达地区。此外，本专利技术制备生物质油的方法在适宜的温度和压力下，以水和加热载体作为反应介质和惰性气体作为反应环境的条件下，将具有大分子结构的生物质热裂解为小分子生物质油的过程；制备过程中包含脱水或脱羧机制，能够生物质中大量的氧，获得的生物质油具有较高的热值；同时该制备生物质油的方法能够实现二氯甲烷的循环利用，实现了资源的综合利用；该制备生物质油的方法利用淡水鱼废弃物水热解获得的生物质油相对于植物原料，有非常高的产油率，油品相对更轻且热值高，经过脱硫脱氮处理后，可直接用于燃料油的使用，水解后残渣极少，具有良好的环境效益和经济效益，为淡水鱼废弃物的处理增加新的方法，减少加工业污染物排放，保护环境；还增加了淡水鱼产品的附加值，带动水产品养殖产业发展。在Na2CO3和谷氨酸钠添加的情况下，超临界热解过程中废弃物中的有机物降解和解聚成小分子量的碎片，更易于重聚合形成液体产物，抑制其向轻质组分(挥发组分)的形成，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.淡水鱼废弃物制备生物质油用热解装置，包括反应釜本体(5)、转轴(7)、上下搅拌棍(11)(18)、充放气阀门(10)(13)，所述反应釜本体(5)内部设有转轴(7)，转轴(7)上端穿过反应釜本体(5)连接电机(1)，所述转轴(7)上连接有上搅拌棍(11)与下搅拌棍(18)，所述反应釜本体(5)底部设有出料口(19)，其特征在于：所述上搅拌棍(11)与下搅拌棍(18)表面嵌有若干球形多孔介质(181)，所述下搅拌棍(18)外弧面连接连接绳(182)，所述连接绳(182)由多股线绕接而成，所述连接绳(182)的下端连接清洁球(183)，所述清洁球(183)表面设有钢丝刷(184)。

【技术特征摘要】
1.淡水鱼废弃物制备生物质油用热解装置，包括反应釜本体(5)、转轴(7)、上下搅拌棍(11)(18)、充放气阀门(10)(13)，所述反应釜本体(5)内部设有转轴(7)，转轴(7)上端穿过反应釜本体(5)连接电机(1)，所述转轴(7)上连接有上搅拌棍(11)与下搅拌棍(18)，所述反应釜本体(5)底部设有出料口(19)，其特征在于：所述上搅拌棍(11)与下搅拌棍(18)表面嵌有若干球形多孔介质(181)，所述下搅拌棍(18)外弧面连接连接绳(182)，所述连接绳(182)由多股线绕接而成，所述连接绳(182)的下端连接清洁球(183)，所述清洁球(183)表面设有钢丝刷(184)。2.根据权利要求1所述的淡水鱼废弃物制备生物质油用热解装置，其特征在于：所述上搅拌棍(11)与下搅拌棍(18)的内弧面通过连接杆(16)连接，所述连接杆(16)为铜棒。3.根据权利要求1所述的淡水鱼废弃物制备生物质油用热解装置，其特征在于：所述转轴(7)内部安装有加热管(17)与制冷管(9)，所述加热管(17)与制冷管(9)之间用挡板(15)隔开。4.根据权利要求1所述的淡水鱼废弃物制备生物质油用热解装置，其特征在于：所述电机(1)放置于固定板(3)上方，所述电机(1)输出端连接转轴(7)，且转轴(7)穿过反应釜本体(5)，所述转轴(7)与反应釜本体(5)的接触部位套接有轴承(6)，所述固定板(3)通过支撑柱(2)连接反应釜本体(5)顶部。5.根据权利要求1所述的淡水鱼废弃物制备生物质油用热解装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈勇，李小江，徐梦婷，刘凤东，施娄慨，
申请(专利权)人：浙江海洋大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33