一种生物质快速热裂解制备生物燃油的方法

摘要

本发明涉及一种生物质快速热裂解制备生物燃油的方法，属于生物质能源技术领域。首先将生物质原料用稀酸浸渍，将得到的酸浸渍生物质在高压饱和水蒸气环境中进行汽爆预处理，在汽爆生物质中，加入蒸馏水、冰醋酸和次氯酸钠，加热后过滤得到固体物质，经干燥得到脱木素生物质，对其进行快速热裂解，生成热裂解蒸气，经气固分离得到净化热裂解蒸气；使净化热裂解蒸气通过催化反应器，生成催化酯化热裂解蒸气，使其快速冷凝，得到生物燃油和水。本发明方法工艺简单，生物燃油产率高，无焦油生成，最终获得的生物燃油为含氧的小分子稳定易燃的有机物，可以添加到柴油汽油等石化产品中。

主权项

一种生物质快速热裂解制备生物燃油的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：（1）将粒径为0.5～5mm的生物质原料用稀酸浸渍，浸渍温度20～50℃，浸渍时间为0.5～2小时，生物质与稀酸质量比为1:(10～50)，浸渍后过滤，在105℃下干燥3～5小时，得到酸浸渍生物质，其中，所述的生物质原料为林业采伐剩余物、林业加工剩余物及农作物秸秆，所述的稀酸为硫酸、盐酸或硝酸中的一种，稀酸浓度为0.15%～2%；（2）将上述酸浸渍生物质在高压饱和水蒸气环境中进行汽爆预处理，处理条件为：处理温度120～150℃，处理压力0.6～1.2Mpa，处理时间30～60秒，然后瞬间排压至常压，得到汽爆产物，将汽爆产物加入到醇类溶剂中，搅拌30分钟,得到醇提取液和汽爆生物质，其中，所述的醇类溶剂为甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇、丁醇中的一种，汽爆产物与醇类溶剂的质量比为1:(20～40)；（3）在步骤（2）得到的1份汽爆生物质中，依次加入10～30份蒸馏水、0.3～0.5份冰醋酸、0.3～1份亚氯酸钠，在50～70℃条件下加热5～10分钟后，过滤得到固体物质，将固体物质用蒸馏水洗至滤液为中性pH=7，在90～105℃条件下干燥4～6小时，得到脱木素生物质；（4）将上述脱木素生物质进行快速热裂解，反应条件为：反应温度320～380℃，气相停留时间0.5～3秒，反应气氛为氮气，生成热裂解蒸气，热裂解蒸气经过气固分离除掉热解炭，得到净化热裂解蒸气；（5）使上述净化热裂解蒸气自上而下通过催化反应器，同时，将步骤（2）中得到的醇抽提液雾化后持续喷入催化反应器中，催化反应器中催化条件为：催化剂床层高度为8～20cm，反应温度250～280℃，反应时间15～20秒，反应压力0.8～1.2Mpa，反应后生成催化酯化热裂解蒸气，其中，所述的催化剂床层中使用的催化剂为酸性分子筛催化剂；（6）将上述催化酯化热裂解蒸气在5～10℃条件下进行快速冷凝，得到生物燃油和水的混合液；（7）对生物燃油和水的混合物进行减压蒸馏，条件为：温度40～50℃，相对真空度‑0.08～‑0.095Mpa，分离出水和生物燃油。