CN101955787B - 一种将沙生灌木水热液化制备液体燃料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于新能源技术领域,具体涉及一种将沙生灌木水热液化制备液体燃料的方法。本发明首先将收集的沙生灌木预处理后倒入高压反应釜内,使其形成一定固液比的混合液;向反应釜内充入一定压力的惰性气体,搅拌并升温至200~450℃,保持5~120min,冷却至室温,收集反应混合物;用有机溶剂对混合物进行萃取和抽提,分离并过滤有机相,除去有机溶剂即得到生物油。本方法适用于各种沙生灌木。在中国西北地区种植了大面积的沙生灌木,而这些沙生灌木每隔一段时间需要平茬,产生大量废弃枝条,利用本发明可以将这些废弃枝条转化为液体燃料,会产生巨大的经济效益、社会效益和生态效益。
Description
技术领域
本发明属于新能源技术领域,具体涉及一种将沙生灌木水热液化制备液体燃料的方法。
背景技术
沙生灌木是一类生长能力强,适应干旱环境的植物。这些特点使得它们成为防风固沙的首选,在中国西北干旱地区种植了大片面积。每隔一段时间这些植物需要平茬,所以每年会产生大量的沙生灌木废弃枝条。
传统的处理沙生灌木枝条方法是直接燃烧,这样不仅产生大量的污染物,也会影响空气的能见度;最近发明了其他的处理方法,公开号为CN101486216的发明专利中提到了沙生灌木复合纤维板的制造方法;专利号为CN02158208.4的发明专利中提到了将沙生灌木制造成一种中密度纤维板的方法。
水热液化处理生物质是一种新型的处理工艺,具有原料来源广、反应条件与设备简单和操作简单等优点,近年来受到了越来越多的重视。
发明内容
本发明的目的在于提出一种设备简单、操作方便的将沙生灌木水热液化制备液体燃料的方法。
本发明提出的将沙生灌木水热液化制备液体燃料的方法,具体步骤如下:
(1)收集沙生灌木枝条,预处理后倒入高压反应釜内,并加水混合,形成固液重量比为1:100~50:100的混合液;
(2)向反应釜内充入0~6MPa的N2,搅拌,升温至200~450℃,并保持5~120min,然后冷却至室温,收集反应混合物;
(3)用乙醚或四氢呋喃等有机溶剂对混合物进行萃取和抽提,分离并过滤有机相,除去有机溶剂即得到生物油,有机溶剂可以回收、循环使用。
本发明的步骤(1)中,预处理主要包括清洗、粉碎等。
本发明的步骤(2)中,向反应釜内充入0~6MPa的N2 ,优选2—6MPa。保持温度优选 300--450℃。
本发明对沙生灌木枝条进行水热液化处理,不仅能够减少沙生灌木枝条的直接燃烧,创造巨大的生态效益;也能生产出生物油,可以在一定程度上解决当前的能源危机;所以具有广阔的发展前景。本发明的水热液化处理生物质,具有原料来源广、反应条件与设备简单和操作简单等优点。在中国西北地区种植了大面积的沙生灌木,而这些沙生灌木每隔一段时间需要平茬,产生大量废弃枝条,利用本发明可以将这些废弃枝条转化为液体燃料,会产生巨大的经济效益、社会效益和生态效益。
具体实施方式
下面通过实施例进一步描述本发明,但不是对本发明的限定。
实施例1
以大型沙生灌木沙柳为原料,首先将沙柳粉碎,取30g沙柳粉倒入250ml高压反应釜内并加入150ml蒸馏水,搅拌调成浆液,向反应釜充入2MPa N2,边搅拌边升温至300℃,保持10min,通自来水使冷却至室温,倒出反应混合物。产物固液分离之后,固相产物用150ml四氢呋喃进行抽提,减压蒸馏四氢呋喃溶液,得到生物油,同时回收四氢呋喃;水相产物用乙醚进行萃取,分离萃取抽提液,再减压蒸馏回收乙醚即得水溶相产物(即液体燃料)。
实施例2
将大型沙生灌木沙柳粉碎后,取25g沙柳粉倒入250ml高压反应釜内并加入150ml蒸馏水,搅拌调成浆液,边搅拌边升温至320℃,保持30min,通自来水使冷却至室温,倒出反应混合物。产物固液分离之后,固相产物用120ml四氢呋喃进行抽提,减压蒸馏四氢呋喃溶液,得到生物油,同时回收四氢呋喃;水相产物用乙醚进行萃取,分离萃取抽提液,再减压蒸馏回收乙醚即得水溶相产物。
实施例3
将大型沙生灌木黄柳粉碎后,取20g沙柳粉倒入250ml高压反应釜内并加入150ml蒸馏水,搅拌调成浆液,边搅拌边升温至340℃,保持10min,通自来水使冷却至室温,倒出反应混合物。产物固液分离之后,固相产物用120ml四氢呋喃进行抽提,减压蒸馏四氢呋喃溶液,得到生物油,同时回收四氢呋喃;水相产物用乙醚进行萃取,分离萃取抽提液,再减压蒸馏回收乙醚即得水溶相产物。
实施例4
将大型沙生灌木黄柳粉碎后,取30g沙柳粉倒入250ml高压反应釜内并加入150ml蒸馏水,搅拌调成浆液,边搅拌边升温至200℃,保持60min,通自来水使冷却至室温,倒出反应混合物。产物固液分离之后,固相产物用120ml四氢呋喃进行抽提,减压蒸馏四氢呋喃溶液,得到生物油,同时回收四氢呋喃;水相产物用乙醚进行萃取,分离萃取抽提液,再减压蒸馏回收乙醚即得水溶相产物。
实施例5
将大型沙生灌木红柳粉碎后,取25g沙柳粉倒入250ml高压反应釜内并加入150ml蒸馏水,搅拌调成浆液,边搅拌边升温至450℃,保持5min,通自来水使冷却至室温,倒出反应混合物。产物固液分离之后,固相产物用140ml四氢呋喃进行抽提,减压蒸馏四氢呋喃溶液,得到生物油,同时回收四氢呋喃;水相产物用乙醚进行萃取,分离萃取抽提液,再减压蒸馏回收乙醚即得水溶相产物。
实施例6
将大型沙生灌木红柳粉碎后,取20g沙柳粉倒入250ml高压反应釜内并加入150ml蒸馏水,搅拌调成浆液,边搅拌边升温至340℃,保持10min,通自来水使冷却至室温,倒出反应混合物。产物固液分离之后,固相产物用120ml四氢呋喃进行抽提,减压蒸馏四氢呋喃溶液,得到生物油,同时回收四氢呋喃;水相产物用乙醚进行萃取,分离萃取抽提液,再减压蒸馏回收乙醚即得水溶相产物。
同样的方法可运用于沙柳、红柳、柠条、沙棘、沙冬青、杞柳、乌柳、杨柴、花棒、枸杞、羊紫、梭梭、沙蒿等其他常见沙生灌木的水热液化。
Claims (3)
1.一种将沙生灌木水热液化制备液体燃料的方法,其特征在于具体步骤如下:
(1)收集沙生灌木枝条,粉碎,倒入高压反应釜内,加水混合,形成固液重量比为1:100~50:100的混合液;
(2)向高压反应釜内充入0~6MPa的N2,搅拌并升温至200~450℃,保持5~120min,冷却至室温,收集反应混合物;
(3)用有机溶剂对混合物进行萃取和抽提,分离并过滤有机相,除去有机溶剂即得到生物油,有机溶剂可以回收、循环使用。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的用于萃取和抽提的有机溶剂为四氢呋喃或乙醚。
3.如权利要求1所述的将沙生灌木类水热液化制备液体燃料的方法,其特征在于:所述沙生灌木为沙柳、红柳、柠条、沙棘、沙冬青、杞柳、乌柳、杨柴、花棒、枸杞、羊紫、梭梭或沙蒿。
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