一种快速分离热解松木产物的方法技术

本发明专利技术提供一种快速分离热解松木产物的方法

【技术实现步骤摘要】
一种快速分离热解松木产物的方法


[0001]本专利技术涉及生物能源利用
，尤其是一种快速分离热解松木产物的方法
。

技术介绍

[0002]生物能源在近年来占人类社会总能源的比值逐年上升
。
随着工业革命的兴起，大量使用化石能源造成的化石能源危机和环境问题使得人们越来越注重于生物能源的开发和使用
。
[0003]生物质热解是指在缺氧条件下，将生物质热解为热解气和固体碳，之后将热解气体进行梯度快速冷却得到生物油的过程
。
目前针对液体产物最大化为目标的生物质快速热解工艺通常需要满足三个基本条件：
1)
较高的加热和传热速率，使物料升温迅速；
2)
反应温度为中温
500℃
左右；
3)
较短的气体停留时间
。
生物质热解技术将生物质有效地转化为高价值化学品，如左旋葡聚糖
、2
，4‑
二甲基苯酚
、
丙酮醇等
。
再通过冷凝生物质热解气进行产物收集
。
但是，由于生物质热解气成分繁多，单一的冷凝手段通常无法有效收集和分离液体产品，这严重影响了生物质液态油的产率
、
品质及利用效率
。
[0004]因此，需要提供一种能够快速将生物质热解产物进行分离，以获得高价值化学品的方法
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于，克服现有的生物质热解产物分离方法时间较长
、
产物分离种类较少的缺陷，提供一种能够快速将生物质热解产物进行分离的方法
。
本专利技术通过使用流化床快速热解技术和特定程序的多级冷凝分离技术，改变已有的生物质热解制备生物油的方法，该方法可有效提高生物质快速热解液体产物中高价值产物的分离和富集
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种快速分离热解松木产物的方法，包括如下步骤：
[0008]S1.
将松木粉碎，得到松木颗粒；
[0009]S2.
将步骤
S1
得到的松木颗粒在
450
～
650℃
下进行热解，收集热解气体；
[0010]S3.
将步骤
S2
得到的热解气体依次经过如下冷凝程序，分别收集到各级冷凝产物：
[0011]一级冷凝：
90
～
120℃
；
[0012]二级冷凝：第一次电捕焦油；
[0013]三级冷凝：0～
10℃
；
[0014]四级冷凝：
‑
30
～
‑
40℃
；
[0015]五级冷凝：
‑
100
～
‑
196℃
；
[0016]六级冷凝：第二次电捕焦油
。
[0017]本专利技术中，松木热解产物，依次通过油浴
(90
～
120℃)
的冷凝器，一级电捕焦油器进行预收集重油和第一次电捕焦油后，依次用冰水浴
(0
～
10℃)
冷凝冲击罐
、
低温制冷机制冷
(
‑
30
～
‑
40℃)
的冷凝冲击罐和液氮浴
(
‑
100
～
‑
196℃)
冷凝冲击罐分别收集得到一级轻
质油
、
二级轻质油和三级轻质油，最后通过第二次电捕焦油器收集二级电捕焦油实现轻重油的分离
。
实现了生物质油中高价值产物的分离和富集，并获得高价值化学品
。
[0018]本专利技术中，经过
90
～
120℃
的一级冷凝后，得到的产物是含有左旋葡聚糖的重油；第一次电捕焦油得到的产物称为一级电捕焦油；在0～
10℃
的三级冷凝程序中收集得到的液体产物称为一级轻质油；在
‑
30
～
‑
40℃
的四级冷凝程序中收集得到的液体产物称为二级轻质油；在
‑
100
～
‑
196℃
的五级冷凝程序中收集得到的液体产物称为三级轻质油；最后经过第二次电捕焦油收集得到的液体称为二级电捕焦油
。
[0019]作为本专利技术的实施方案，步骤
S2
中所述热解的氛围为惰性氛围，所述惰性氛围包括氮气
、
氩气
、
氦气中的一种或几种气体组成的氛围
。
[0020]作为本专利技术的实施方案，所述惰性氛围中，气体的流速为
10
～
30L/min。
[0021]作为本专利技术的实施方案，步骤
S2
中所述热解为快速热解，具体是将生物质颗粒原料放入固定温度的热解装置中，生物质在常压
、
超高加热速率
(1000
～
10000K/s)、
超短产物停留时间
(0.5
～
2s)。
作为本专利技术的实施方案，步骤
S1
中所述松木颗粒的粒径为
425
～
700
μ
m。
[0022]作为本专利技术的实施方案，步骤
S3
中，热解气经过所述冷凝程序的速率为
10
～
40L/min。
[0023]作为本专利技术的实施方案，步骤
S3
中所述第一次电捕焦油和所述第二次电捕焦油的电压独立地选自5～
20kV。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0025]本专利技术通过使用流化床快速热解技术和特定程序的多级冷凝分离技术，改变已有的生物质热解制备生物油的方法，该方法可有效提高生物质快速热解液体产物中高价值产物的分离和富集
。
[0026]其中，重油中左旋葡聚糖含量高于
41
％，左旋葡聚糖在重油和一级电捕焦油的总选择性高于
66
％；生物质油
(
所有产物的总和
)
中甲醇的选择性高于
35
％，丙酮醇
(
又名羟丙酮，酮类
)
的选择性高于
11
％，2，4‑
二甲基苯酚的选择性高于9％
。
附图说明
[0027]图1为本专利技术的实施例中使用的流化床快速热解松木分级制备高价值化学品的流程图
。
具体实施方式
[0028]为更好的说明本专利技术的目的
、
技术方案和优点，下面将结合具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种快速分离热解松木产物的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.
将松木粉碎，得到松木颗粒；
S2.
将步骤
S1
得到的松木颗粒在
450
～
650℃
下进行热解，收集热解气体；
S3.
将步骤
S2
得到的热解气体依次经过如下冷凝程序，分别收集到各级冷凝产物：一级冷凝：
90
～
120℃
；二级冷凝：第一次电捕焦油；三级冷凝：0～
10℃
；四级冷凝：
‑
30
～
‑
40℃
；五级冷凝：
‑
100
～
‑
196℃
；六级冷凝：第二次电捕焦油
。2.
根据权利要求1所述的快速分离热解松木产物的方法，其特征在于，步骤
S2
中所述热解的氛围为惰性氛围，所述惰性氛围包括氮气
、
氩气
、
氦气中的一种或几种气体组成的氛围
。3.
根据权利要求2所述的快速分离热解松木产物的方法，其特征在于，所述惰性氛围中，气体的流速...

【专利技术属性】
技术研发人员：高希，王冰，李斯杰，戴健健，
申请(专利权)人：广东以色列理工学院，
类型：发明
国别省市：