一种生物燃油的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种生物燃油的制备方法。本发明专利技术以生物质、矿物质、生活垃圾、城市污泥为原料，采用热挤压成型技术，使原料脱水炭化成一定形状和大小的高碳含量固体，通过气化工艺和费托合成制备新型生物燃油。本发明专利技术原料范围广、生产成本低、气化及费托合成效率高、生产工艺易于控制，生物燃油收率高、质量好，适用于工业化大生产。

Preparation method of biological fuel oil

The invention discloses a preparation method of biological fuel oil. The invention uses biomass, minerals, city garbage, sewage sludge as raw materials, using hot extrusion technology, the raw material dehydration into solid high carbon content of a certain shape and size, the preparation of new biological fuel by gasification process and Fischer Tropsch synthesis. The invention is a wide range of raw materials, low production cost, high efficiency gasification and Fischer Tropsch synthesis and the production process is easy to control, bio fuel and high yield and good quality, is suitable for industrialized production.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及能源和节能环保领域，具体是指一种新型生物燃油的高效率制备方法。
技术介绍
随着我国经济的高速发展，汽车保有量迅猛增加，据公安部交管局统计，2010年9 月底我国机动车保有量已经达到了 1.99亿辆。由于汽车保有量的急速增加，中国石油对外 依存度也水涨船高。中国石油和化学工业联合会的数据显示，2010年上半年，中国石油表观 消费量达2. 2亿吨，同比增长15. 1 %，对外依存度高达55 %以上。按目前的汽车保有量增 长势头，预计在数年之内我国的石油消费量将很快翻一番。能源是人类社会发展不可缺少的重要资源，是关系国家经济命脉与国防安全的重 要战略物资。近年来，随着全球能源危机的日益紧迫以及环境污染问题的日益尖锐，开发新 型绿色可再生能源已经受到了世界各国的高度重视。因此，在我国开发一种能直接用于汽车燃油的新型生物燃油高效率制备技术具有 重要的社会意义和经济价值。目前，有关生物燃油制备的专利有“利用生物质原料制取液体燃料的方 法”(CN101168679A)、“生物质油的制备工艺及其装置”(CN1844317A)、“用植物废弃物生产 生物柴油和土壤调节剂的方法”(CN101007957A)、“一种植物干馏制取生物柴油及其制备方 法”(CN101245^9A)、“一种生物质固体燃料及加工工艺”(CN101307^6A)等。这些专利首 先需对原料进行干燥、粉碎、筛分，然后进行酶水解糖化、乙醇发酵或裂解等，最后通过甲酯 化制备脂肪酸甲酯或其他生物燃油。工艺过程复杂，原料范围窄，制得的燃油品质低，需经 蒸馏、分离等处理后方能用于汽车燃油，且高品质燃油收率低。关于生物质原料成型加工的专利有“一种生物质固化炭化气化综合应用方 法”(CN1810928A)、“用作气化原料的生物质成型颗粒加工方法”(CN1745891A)、“一种生物 质秸秆成型机”(CN1915631A)、“生物质能源颗粒成型机”(C拟880434A)、“一种生物质固体 燃料及加工工艺”(CN101307^56A)等。这些专利需对原料进行干燥、粉碎、筛分或炭化处理 后再进行挤压成型，工艺过程繁杂，能耗高(即能源利用率低)，且未涉及新型(高品质)生 物燃油的制备。此外，有一篇利用螺杆挤压制备生物燃油的专利“利用螺杆挤压机制备生物燃油 和可燃气的方法”(CN101045874A)，采用螺杆挤压机，对含水的生物质原料进行压缩推进， 通过调节生物质原料在螺杆挤压机加热区域的停留时间，制备低含氧量、高热值的生物燃 油和可燃气。该专利虽对原料进行了脱水处理，但既未涉及炭化过程，又未涉及碳含量问 题，且也未涉及气化和费托合成，因此，制得的生物燃油品质低、收率低，需进行蒸馏、分离 处理后方能用于汽车燃油。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术中存在的不足，提供一种新型生物燃油 的高效率制备方法。本专利技术以生物质、矿物质、生活垃圾、城市污泥为原料，采用热挤压成型 技术，使原料脱水、炭化成一定形状和大小的高碳含量固体，通过气化工艺和费托合成制备 新型生物燃油。本专利技术原料范围广、生产成本低、气化及费托合成效率高、生产工艺易于控 制，生物燃油收率高、质量好(C9以上烃含量大于90vOl% )。本专利技术的目的通过如下技术方案实现，其步骤为a)将含碳原料投入热挤压成型机进行热挤 压成型，制成高碳含量固体；b)将高碳含量固体投入气化炉气化，制备氢气和一氧化碳合 成气；c)将合成气通入费托合成塔制备生物燃油气；d)对生物燃油气进行冷凝、分离得到 生物燃油。所述含碳原料包括生物质、矿物质、生活垃圾和城市污泥。所述步骤a)中热挤压成型的温度为20_1180°C，压力为0. 0001-500MPao所述高碳含量固体中的碳含量为30-99. 9wt%。所述步骤b)中气化温度为180-1200°C，制得的合成气中含有氢气M_80%、一氧 化碳 12-40vol%。所述费托合成制得的燃油气组成为C2_C4烃l-3vol%、C5-C8烃3-5vol%、C9以 上烃大于90vol%。所述费托合成后的未反应气体再导入费托合成塔进行燃油合成。所述生物质为秸秆、稻草、甘蔗渣、木材、木屑、树枝、生物藻及草类等生物质。所述矿物质为煤炭等含碳矿物。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果1、本专利技术原料来源广，既可以使用秸秆、稻草、甘蔗渣、木材、木屑、树枝、生物藻及 草类等生物质原料，也可以使用煤炭等矿物原料、餐厨废弃物等生活垃圾以及城市污泥。2、本专利技术通过热挤压成型制备一定形状和大小的高碳含量固体，有利于气化工艺 的稳定，操作方便。3、本专利技术气化转化率高(大于80% )，可制备高浓度的氢气(可大于70VOl% )， 有利于高品质生物燃油的生产，且费托合成转化率高(大于70-80% )。附图说明图1是本专利技术装置图。 具体实施例方式下面结合实施例，对本专利技术做进一步的详细说明参见图1，含碳原料投入热挤压成型机后，在温度20_1180°C，压力0. 0001-500MPa 条件下，脱水、炭化变成一定形状和大小的高碳含量固体，将其导入气化炉，在温度 180-1200°C及水蒸气条件下气化为氢气和一氧化碳，经净化、加压后导入费托合成塔合成 生物燃油气，气体经冷凝、分离后制得高品质生物燃油。实施例1第一步将小麦秸秆投入热挤压成型机，在720°C、350MI^条件下制得含碳量 99. 9wt%的固体物。第二步将固体物投入气化炉，在870°C条件下气化，制得含62. 4vo 1 %氢气、 29. 2vol %—氧化碳的合成气(其余成份为(X)2和CH4等)。第三步合成气经净化、压缩后导入费托合成塔，制得C2-C4烃1. 5vol %、C5-C8烃4.2vol%, C9以上烃93. 6vol %的生物燃油。实施例2第一步将稻草投入热挤压成型机，在1180°C、0. OOOlMPa条件下制得含碳量 52. Iwt %的固体物。第二步将固体物投入气化炉，在1200 °C条件下气化，制得含80. Ovol %氢气、 18. 9Vol%—氧化碳的合成气(其余成份为CO2和CH4等)。第三步合成气经净化、压缩后导入费托合成塔，制得C2-C4烃1. Ovol %、C5-C8烃 3. Ovol %、C9以上烃94. Ivol %的生物燃油。实施例3第一步将甘蔗渣投入热挤压成型机，在350°C、56MPa条件下制得含碳量73. 5wt% 的固体物。第二步将固体物投入气化炉，在180°C条件下气化，制得含Ovo 1 %氢气、 40. Ovol %—氧化碳的合成气(其余成份为(X)2和CH4等)。第三步合成气经净化、压缩后导入费托合成塔，制得C2-C4烃3. Ovol %、C5-C8烃 3. 9vol%, C9以上烃90. Ovol %的生物燃油。实施例4第一步将苹果树枝投入热挤压成型机，在2(TC、500MPa条件下制得含碳量 48. 7wt%的固体物。第二步将固体物投入气化炉，在950°C条件下气化，制得含58.3Vol%氢气、 27. 4Vol%—氧化碳的合成气(其余成份为CO2和CH4等)。第三步合成气经净化、压缩后导入费托合成塔，制得C2-C4烃2. Ivol C5-C8烃5.Ovol%,C9以上烃91.本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种生物燃油的制备方法，其特征在于，步骤为：ａ）将含碳原料投入热挤压成型机进行热挤压成型，制成高碳含量固体；ｂ）将高碳含量固体投入气化炉气化，制备氢气和一氧化碳合成气；ｃ）将合成气通入费托合成塔制备生物燃油气；ｄ）对生物燃油气进行冷凝、分离得到生物燃油。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：税安泽，桥本芳郎，高新成，何能德，何俊超，马俊锋，
申请(专利权)人：西安市宝润实业发展有限公司，
类型：发明
国别省市：87