本发明专利技术属于化学工业领域，具体涉及一种由生物质热解制备生物油和/或热解气的方法。所述方法包括以下步骤：(1)将生物质用含催化剂的溶液充分浸湿，浸湿后取出进行干燥处理，得到干基生物质；(2)将干基生物质与热解溶剂混合均匀，然后在常压、200-350℃下进行热解蒸馏0.3-1.5h，得到生物油和热解气。本发明专利技术还涉及油脚用于生物质转化的用途和方法。本发明专利技术提供的生物质流体燃料生产技术，具有工艺简单、设备成熟、反应条件温和、成本较低和容易产业化等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于化学工业领域，涉及一种由生物质制备生物油和/或热解气的方法，特别是。
技术介绍
能源危机和生态环境恶化是目前人类面临的共同难题。世界各国都在寻找清洁的可替代能源来缓解能源与环境的压力。生物质能作为可再生清洁的新型能源，是一种理想的化石替代燃料，近年来备受世界各国关注。生物质能是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源，在整个能源系统中占有重要地位。但是生物质资源的利用远未达到大规模商业化水平，全 球生物质作为能源利用量尚不足其总能的4%，具有很大的利用潜力。我国是一个生物物种繁多的大国，拥有相当可观的生物资源总量。据报道，我国每年有7亿多吨作物秸杆，2亿多万吨林地废弃物、25亿多吨畜禽粪便及大量有机废弃物，以及I亿多公顷不宜垦为农田但可种植高抗逆性能源植物的边际性土地。这些农林废弃物和边际性土地，对生物质产业而言，是一笔相当宝贵的资源。就资源总量，农村废弃物可年产出8亿吨标准煤能量(相当于目前全国年商品能源消费量的70%);边际性土地种植能源植物可年产出或替代6亿吨燃油(相当于目前全国石油年消费量的I倍)。在我国非木材植物纤维原料仅稻草、麦草、蔗渣、芦苇、竹子等年产量就超过1.0X109t。对这些原料的利用，除用作制浆造纸原料外，通常直接燃烧，这样存在以下几个缺点可利用的热量低；使用不方便，使用场合受限制；对环境造成污染。如何更有效地利用这些丰富的可再生资源已成为我国新世纪的能源利用的当务之急，而生物质的热化学转化技术是大规模利用这些非木材纤维的有效方法。热化学转化技术分为气化、快速热解和直接液化等。气化是利用空气中的氧气或含氧物质作气化剂，将生物质转化为含CO，H2,CH4等可燃气体的过程。目前气化技术在生物质热化学转化技术中较为实用，但产生的气体热值较低、贮运不便、对反应器要求较高。生物质快速热解是将生物质干燥粉碎后进入反应器，温度500°C以内快速热解，滞留时间5秒以内，可得生物质油，木炭和不凝气等。该技术反应条件苛刻(温度和压力较高)、工艺复杂反、应器不易工业化、反应中产生焦油经常堵塞，尚未大规模的工业化生产。与快速热解液化技术相比，生物质直接液化反应条件相对温和，对设备要求相对较低，所以作为生物质高效利用的途径之一，直接液化得到日益重视。中国专利CN101407727A公开了一种由生物质催化液化制备生物质液化油的方法，该方法是以C1-C3的一元醇为热解溶剂，固体酸为催化剂，在温度为250°C，压力为2-7MPa条件下进行，反应时间是0. 5-10小时，反应后用二氯甲烷对滤液和滤渣进行反复提抽后蒸馏得到生物油。该技术所用的热解溶剂为C1-C3的一元醇，主要用到的是乙醇，且每毫升醇中生物质的用量为0. 1-0. 5g，反应需要消耗大量的醇，生产成本高；而且该技术反应压力较高，反应需要在高压釜内进行，对设备要求高，增加了生产成本和安全要求；该技术提油时需进行反复萃取和蒸馏，工艺繁琐，能耗高；而且在提油阶段用到二氯甲烷，有毒性，着火点低，对安全有特殊要求。中国专利CN101560416A公开了一种以超临界甲醇为介质的生物质液化制备燃油的方法，该技术是将甲醇、生物质和催化剂(氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钾等)加入到高压釜中，在温度为250 350°C，压力在8 18MPa条件下进行反应，反应后冷却、过滤得到燃料油。该技术以甲醇为液化介质，反应在8 ISMPa下进行，反应条件苛刻，对安全要求非常高；而且应用氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾等作为催化剂，腐蚀性很强，对设备要求高。由此可见，生物质直接液化技术虽然有一定的优势，但目前仍有一定的缺陷，例如其常用的催化剂有氢氧化钠、碳酸钠和镍钥的固体硫化物等，常用溶剂有苯酚、四氢呋喃等，反应通常是在较高压力和较高温度下进行，反应时间较长，成本和能耗较高，因此，尚需要进一步对该技术进行优化，才能推进工业化的进程。
技术实现思路
针对现有技术成本较高，反应条件苛刻(温度压力较高)，工艺复杂等不足，本发 明旨在提供一种工艺简单、设备成熟、反应条件温和、成本较低、容易产业化的生物质流体燃料生产技术。本专利技术的第一方面涉及，其包括以下步骤(I)将生物质用含催化剂的溶液充分浸湿，浸湿后取出进行干燥处理，得到干基生物质；(2)将干基生物质与热解溶剂混合均匀，然后在常压、200-350°C下进行热解精馏0. 3-1. 5h，得到生物油和热解气。根据第一方面所述的方法，在步骤(I)中将生物质浸湿前还包括将生物质粉碎的步骤，例如利用粉碎机进行粉碎，以使生物质与催化剂或溶剂更好地混合和发生反应；优选地,还包括将粉碎后的生物质过筛的步骤,例如可以过20目筛、40目筛、80目筛，以使粉碎后的生物质颗粒更均匀。在本专利技术的一个实施方案中，将粉碎后的生物质过20目的网筛。在本专利技术中，其中所述的生物质是指能够当做燃料或工业原料的有机物，可以为植物类生物质或动物类生物质，所述植物类生物质为纤维素、半纤维素和木质素中的至少一种，例如为木材、竹子、农作物(例如玉米芯、玉米杆、甘鹿杆、稻杆、麦杆、甘鹿洛、稻壳、大豆原料、蓖麻籽、油菜籽)、果壳(例如椰子壳)、茶叶、藻类、草类等。各种类型和性质的生物质均能够单独或以任意比例混合后用于本专利技术。在本专利技术的一个实施方案中，所述生物质为玉米芯。根据第一方面任一项所述的方法，其中所述的催化剂占干基生物质的重量百分比为1-10%，例如为2-5% O根据第一方面任一项所述的方法，其中所述的催化剂选自碱或碱金属盐或碱土金属盐，例如选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙中的至少一种，或者含有上述成份的混合物。所述混合物例如为含有氢氧化钠的造纸制浆黑液。当所述混合物为工业生产中产生的废料时，可以进一步降低生产成本。在本专利技术的一个实施方案中，所述的催化剂为氢氧化钠。根据第一方面任一项所述的方法，其中所述的含催化剂的溶液的浓度为1_20%，例如为2-10%，例如为3-5% (重量/体积)。根据第一方面任一项所述的方法，其中步骤(I)中所述干基生物质的湿度为5% -15% wt，例如为 7% -10% Wt0根据第一方面任一项所述的方法，其中步骤(I)中所述的干燥处理的方法为本领域技术人员常用的干燥方法，例如为烘箱烘干、晾干、红外灯干燥等；在本专利技术的一个实施方案中，所述干燥方法为烘干；所述烘干的条件为75-90°C，6-10h。通过将生物质用催化剂溶液充分浸湿，并进一步通过干燥去除水份，可以使催化剂与生物质充分接触，并且使催化剂均匀地分布在生物质上，有利于热解反应的进行。根据第一方面任一项所述的方法，其中所述的热解溶剂占干基生物质和热解溶剂总重量的重量百分比为40-90 %。在本专利技术的一个实施方案中，所述的热解溶剂占干基生物质和热解溶剂总重量的重量百分比为50-80%。 根据第一方面任一项所述的方法，其中所述的热解溶剂为油脚。根据第一方面任一项所述的方法，其中所述将干基生物质与热解溶剂混合均匀的方法可以为本领域常用的混匀方法，在本专利技术的一个实施方案中，所述方法包括了使用胶体磨的步骤。根据第一方面任一项所述的方法，其中步骤(2)中的热解精馏温度为250_300°C根据第一方面任一项所述的方法，其中步骤(2)中的热解精馏时间为0. 5-lh。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.ー种由生物质热解制备生物油和/或热解气的方法，其包括以下步骤 (1)将生物质用含催化剂的溶液充分浸湿，浸湿后取出进行干燥处理，得到干基生物质； (2)将干基生物质与热解溶剂混合均匀，然后在常压、200-350°C下进行热解精馏O.3-1. 5h，得到生物油和热解气。2.权利要求I的方法，其中所述生物质为纤维素、半纤维素和木质素中的至少ー种。3.权利要求I的方法，其中所述的催化剂占干基生物质的重量百分比为1_10%，优选为 2-5%。4.权利要求I的方法，其中所述的催化剂选自碱或碱金属盐或碱土金属盐，例如选...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘波，湛月平，赵卫军，段占庭，朱蒙，李金来，甘中学，
申请(专利权)人：新奥科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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