CN102277188B - 生物质热裂解液化燃用油技术 - Google Patents

生物质热裂解液化燃用油技术 Download PDF

Info

Publication number
CN102277188B
CN102277188B CN201110207535.2A CN201110207535A CN102277188B CN 102277188 B CN102277188 B CN 102277188B CN 201110207535 A CN201110207535 A CN 201110207535A CN 102277188 B CN102277188 B CN 102277188B
Authority
CN
China
Prior art keywords
biomass
oil
thermal cracking
biological oil
cracking
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201110207535.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102277188A (zh
Inventor
郑德华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qingdao Fresh Bio-energy Technology Development Co Ltd
Original Assignee
Qingdao Fresh Bio-energy Technology Development Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qingdao Fresh Bio-energy Technology Development Co Ltd filed Critical Qingdao Fresh Bio-energy Technology Development Co Ltd
Priority to CN201110207535.2A priority Critical patent/CN102277188B/zh
Publication of CN102277188A publication Critical patent/CN102277188A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102277188B publication Critical patent/CN102277188B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel

Abstract

本发明涉及一种生物质热裂解液化燃用油技术，包括如下工艺步骤：(1)生物质预处理：用水、5mol/L盐酸、氢氟酸按照体积比20∶1∶0.5的比例配置浸泡液，浸泡30min，脱除灰分；(2)生物质热裂解；(3)生物油精制；将制得的重质生物油进行催化裂解，重质生物油预热到400℃，进入固定床反应器，温度保持在410-490℃，催化剂是择形分子筛催化剂ZSM-5、Na-ZSM-5、HZSM-5、或磷酸铝类分子筛，进料速率按设备大小控制在3-6m3/h，催化剂用量为生物油质量2％的条件下催化热裂解生物油。本发明脱除灰分，在热裂解过程中减小灰分的影响，使生物油的产量提高50％-60％。并且裂解反应后通过催化裂解的方法精制生物油，催化剂在中温、常压下通过热化学方法将生物油中的氧以CO、CO、HO的形式除去，使之转化为常温下稳定、油品质量高、能量密度高、可直接广泛应用的液体燃料。

Description

生物质热裂解液化燃用油技术
技术领域
本发明涉及一种用生物质制备生物油的方法。
背景技术
生物质热裂解技术是目前世界上生物质能研究的前沿技术之一。
根据反应温度和加热速度的不同，生物质热解工艺可分为慢速、常规、快速或闪速集中。低温慢速热裂解(<500℃)，产物以木炭为主；高温闪速热裂解(700-1100℃)，产物以可燃气体为主；中温快速热裂解(500-650℃)，产物以生物油为主。
生物质热裂解液化是在中温(500-650℃)、高加热速率(104—105℃／s)和极短气体停留时间(<2s)的条件下，将生物质直接热解，产物经快速冷却可使中间液态产物分子在进一步断裂生成气体之前冷凝，从而得到高产量的生物质液体油。该技术最大的优点在于生物油易存储和易输运，不存在产品的就地消费问题，因而得到了国内外的广泛关注。生物质热裂解液化反应产生的生物油可通过进一步的分离和提取制成燃料油和化工原料；气体视其热值的高低可单独或与其它高热值气体混合作为工业或民用燃气；生物质炭可用作活性剂等。该技术是生物质转换技术的重要方式之一。
现有生物质裂解技术普遍存在的问题是生物质热裂解效率低，成本高，生物油黏度高、含氧量高、稳定性差、质量差：高密度(约1200Kg／m3)；酸性强(pH值为2.8～3.8)；高水分含量(15％～30％)以及较低的发热量(1418.5MJ／Kg)，影响燃烧性能。
发明内容
本发明的目的在于提高生物质转化率，并将复杂的生物质生产得到质量统一稳定的液化燃用油的方法。
本发明的技术方案为：一种生物质热裂解液化燃用油技术，包括如下工艺步骤：
(1)生物质预处理：
用水、5mol／L盐酸、氢氟酸按照体积比20∶1∶0.5的比例配置浸泡液，将生物质放置到浸泡液中浸泡30min，液面没过生物质，脱除灰分；将脱除灰分的生物质进行干燥，使生物质的水分含量干燥至低于生物质质量的8％；将干燥后的生物质切割成3-5mm的长度；
(2)生物质热裂解
将切割的生物质输送至流化床，加料速度控制在20-200kg／h，在500-650℃的无氧条件下裂解，调节载气流速，控制裂解气体停留时间在0.8～1.2s之间，热解气离开反应器后，进入旋风分离器，依靠离心作用，分离木炭，蒸汽进入冷凝器；其中，可冷凝的部分经过两级冷凝器冷却形成液体，液体进入油水分离器进行油水分离，得到生物油，不可冷凝的气体经过滤器净化后，送入储气罐。
(3)生物油精制
一级冷凝器得到的为重质生物油，密度大于1.0-1.5g/cm3，二级冷凝器得到的为轻质生物油，密度在0.8-1.0g/cm3，将制得的重质生物油进行催化裂解，重质生物油预热到400℃，进入固定床反应器，温度保持在410-490℃，催化剂是择形分子筛催化剂ZSM-5、Na-ZSM-5、HZSM-5、或磷酸铝类分子筛，进料速率按设备大小控制在3-6m3/h，催化剂用量为生物油质量2％的条件下催化热裂解生物油。
优选的，所述的生物质为玉米秸秆、小麦秸秆及花生壳。
本发明的有益效果为：本发明在生物质热解之前进行预处理，脱除灰分，在热裂解过程中减小灰分的影响，使生物油的产量提高50％-60％。并且裂解反应后通过催化裂解的方法精制生物油，催化剂在中温、常压下通过热化学方法将生物油中的氧以CO、CO、HO的形式除去，使之转化为常温下稳定、油品质量高、能量密度高、可直接广泛应用的液体燃料。
具体实施方式
本发明用以下非限定性实施例做进一步说明。
具体实施例1：以玉米秸秆为例：
一种生物质热裂解液化燃用油技术，包括如下工艺步骤：
(1)玉米秸秆预处理：
用水、5mol／L盐酸、氢氟酸按照体积比20∶1∶0.5的比例配置浸泡液，将玉米秸秆放置到浸泡也中浸泡30min，液面没过玉米秸秆，脱除灰分；将脱除灰分的玉米秸秆进行干燥，使玉米秸秆的水分含量干燥至低于玉米秸秆质量的8％；将干燥后的玉米秸秆切割成3-5mm的长度；
(2)玉米秸秆热裂解
将切割的玉米秸秆输送至流化床，加料速度控制在20kg／h，在500℃的无氧条件下裂解，调节载气流速，控制裂解气体停留时间在0.8s之间，热解气离开反应器后，进入旋风分离器，依靠离心作用，分离木炭，蒸汽进入冷凝器；其中，可冷凝的部分经过两级冷凝器冷却形成液体，液体进入油水分离器进行油水分离，得到生物油，不可冷凝的气体经过滤器净化后，送入储气罐。
(3)生物油精制
一级冷凝器得到的为重质生物油，密度大于1.0-1.5g/cm3，二级冷凝器得到的为轻质生物油，密度在0.8-1.0g/cm3，将制得的重质生物油进行催化裂解，重质生物油预热到400℃，进入固定床反应器，温度保持在410℃，催化剂是择形分子筛催化剂ZSM-5、Na-ZSM-5、HZSM-5、或磷酸铝类分子筛，进料速率按设备大小控制在3m3／h，催化剂用量为生物油质量2％的条件下催化热裂解生物油。
具体实施例2：以小麦秸秆为例：
一种生物质热裂解液化燃用油技术，包括如下工艺步骤：
(1)小麦秸秆预处理：
用水、5mol／L盐酸、氢氟酸按照体积比20∶1∶0.5的比例配置浸泡液，将小麦秸秆放置到浸泡也中浸泡30min，液面没过小麦秸秆，脱除灰分；将脱除灰分的小麦秸秆进行干燥，使小麦秸秆的水分含量干燥至低于小麦秸秆质量的8％；将干燥后的小麦秸秆切割成3-5mm的长度；
(2)小麦秸秆热裂解
将切割的小麦秸秆输送至流化床，加料速度控制在200kg／h，在650℃的无氧条件下裂解，调节载气流速，控制裂解气体停留时间在1.2s之间，热解气离开反应器后，进入旋风分离器，依靠离心作用，分离木炭，蒸汽进入冷凝器；其中，可冷凝的部分经过两级冷凝器冷却形成液体，液体进入油水分离器进行油水分离，得到生物油，不可冷凝的气体经过滤器净化后，送入储气罐。
(3)生物油精制
一级冷凝器得到的为重质生物油，密度大于1.0-1.5g／cm3，二级冷凝器得到的为轻质生物油，密度在0.8-1.0g／cm3，将制得的重质生物油进行催化裂解，重质生物油预热到400℃，进入固定床反应器，温度保持在490℃，催化剂是择形分子筛催化剂ZSM-5、Na-ZSM-5、HZSM-5、或磷酸铝类分子筛，进料速率按设备大小控制在6m3／h，催化剂用量为生物油质量2％的条件下催化热裂解生物油。
具体实施例3：以花生壳为例：
一种生物质热裂解液化燃用油技术，包括如下工艺步骤：
(1)花生壳预处理：
用水、5mol／L盐酸、氢氟酸按照体积比20∶1∶0.5的比例配置浸泡液，将花生壳放置到浸泡也中浸泡30min，液面没过花生壳，脱除灰分；将脱除灰分的花生壳进行干燥，使花生壳的水分含量干燥至低于花生壳质量的8％；将干燥后的花生壳切割成3-5mm的长度；
(2)花生壳热裂解
将切割的花生壳输送至流化床，加料速度控制在100kg／h，在550℃的无氧条件下裂解，调节载气流速，控制裂解气体停留时间在1s之间，热解气离开反应器后，进入旋风分离器，依靠离心作用，分离木炭，蒸汽进入冷凝器；其中，可冷凝的部分经过两级冷凝器冷却形成液体，液体进入油水分离器进行油水分离，得到生物油，不可冷凝的气体经过滤器净化后，送入储气罐。
(3)生物油精制
一级冷凝器得到的为重质生物油，密度大于1.0-1.5g／cm3，二级冷凝器得到的为轻质生物油，密度在0.8-1.0g/cm3，将制得的重质生物油进行催化裂解，重质生物油预热到400℃，进入固定床反应器，温度保持在450℃，催化剂是择形分子筛催化剂ZSM-5、Na-ZSM-5、HZSM-5、或磷酸铝类分子筛，进料速率按设备大小控制在5m3／h，催化剂用量为生物油质量2％的条件下催化热裂解生物油。
轻质生物油极性氧含量低，流动性好，低含量残渣使得其具有良好的燃烧性，可以直接利用。重质生物油，具有较高的氧化性、相对不稳定性、腐蚀性和粘稠，直接用它来取代传统的石油受到了限制；另外重油有很强的吸湿性，放置一段时间后会分为两层，一层为高度的粘稠物质，另一层则为水和化学品，这也大大降低了生物油的热值。经过精制后解决了此项问题。
本发明上述的实施例是对本发明的说明而不能限制本发明，在与本发明权利要求书相当的含义和范围内的任何改变和组合，都应认为是在权利要求书的范围内。

Claims (2)

1.一种生物质热裂解液化燃用油的制备方法，其特征在于：包括如下工艺步骤：
(1)生物质预处理：
用水、5mol／L盐酸、氢氟酸按照体积比20∶1∶0.5的比例配置浸泡液，将生物质放置到浸泡液中浸泡30min，液面没过生物质，脱除灰分；将脱除灰分的生物质进行干燥，使生物质的水分含量干燥至低于生物质质量的8％；将干燥后的生物质切割成3-5mm的长度；
(2)生物质热裂解
将切割的生物质输送至流化床，加料速度控制在20-200kg／h，在500-650℃的无氧条件下裂解，调节载气流速，控制裂解气体停留时间在0.8～1.2s之间，热解气离开反应器后，进入旋风分离器，依靠离心作用，分离木炭，蒸汽进入冷凝器；其中，可冷凝的部分经过两级冷凝器冷却形成液体，液体进入油水分离器进行油水分离，得到生物油，不可冷凝的气体经过滤器净化后，送入储气罐；
(3)生物油精制
一级冷凝器得到的为重质生物油，密度大于1.0-1.5g／cm3，二级冷凝器得到的为轻质生物油，密度在0.8-1.0g／cm3，将制得的重质生物油进行催化裂解，重质生物油预热到400℃，进入固定床反应器，温度保持在410-490℃，催化剂是择形分子筛催化剂ZSM-5、Na-ZSM-5、HZSM-5、或磷酸铝类分子筛，进料速率按设备大小控制在3-6m3／h，催化剂用量为生物油质量2％的条件下催化热裂解生物油。
2.如权利要求1所述的生物质热裂解液化燃用油的制备方法，其特征在于：所述的生物质为玉米秸秆、小麦秸秆及花生壳。
CN201110207535.2A 2011-07-25 2011-07-25 生物质热裂解液化燃用油技术 Expired - Fee Related CN102277188B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110207535.2A CN102277188B (zh) 2011-07-25 2011-07-25 生物质热裂解液化燃用油技术

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110207535.2A CN102277188B (zh) 2011-07-25 2011-07-25 生物质热裂解液化燃用油技术

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102277188A CN102277188A (zh) 2011-12-14
CN102277188B true CN102277188B (zh) 2014-06-18

Family

ID=45102929

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110207535.2A Expired - Fee Related CN102277188B (zh) 2011-07-25 2011-07-25 生物质热裂解液化燃用油技术

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102277188B (zh)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102653691B (zh) * 2012-02-29 2014-01-01 东南大学 一种生物油催化转化制备含氧液体燃料的装置和方法
CN103773496B (zh) * 2012-10-25 2017-03-22 中国石油大学(北京) 用于催化裂化热解油的方法
CN102994137B (zh) * 2012-12-13 2014-10-08 青岛大学 一种催化液化法制备海藻原料燃油的方法
RU2015143290A (ru) * 2013-03-14 2017-04-18 Клин Блю Текнолоджис, Инк Способ, устройство и система для обработки материалов
CN103980929B (zh) * 2014-05-20 2015-06-24 北京林业大学 一种生物质快速热裂解制备生物燃油的方法
CN104479720B (zh) * 2014-11-18 2016-05-18 东南大学 生物质二元催化热解高产率制取烃类化合物的方法与装置
CN106147819A (zh) * 2016-08-24 2016-11-23 河南省高新技术实业总公司 一种生物质液体燃料生产方法
CN108018058A (zh) * 2016-11-04 2018-05-11 湖南省林业科学院 一种对林产废弃物进行三相回收的热解转化工艺及设备
CN108079910B (zh) * 2016-11-21 2020-01-17 北京华石联合能源科技发展有限公司 一种上流差速控制裂化加氢的反应器及其应用
CN106811227B (zh) * 2017-01-20 2018-09-18 福建农林大学 一种利用能源草沼渣制备生物油的方法
CN107661781A (zh) * 2017-10-31 2018-02-06 桂林市漓江机电制造有限公司 生物质焦油裂解用催化剂及其制备方法
CN107744813A (zh) * 2017-10-31 2018-03-02 桂林市漓江机电制造有限公司 高效生物质裂解催化剂及其制备方法
CN107987857B (zh) * 2017-12-07 2020-05-12 王凯 一种环保型生物油的制备方法及其制品
CN107858160B (zh) * 2017-12-07 2020-05-12 王凯 一种生物质原料的处理方法及其制品
WO2019128867A1 (zh) * 2017-12-25 2019-07-04 北京三聚环保新材料股份有限公司 一种生物质的水解加氢工艺
CN109504405A (zh) * 2018-11-02 2019-03-22 石首市博锐德生物科技有限公司 处理玉米秸秆的系统和方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101173177A (zh) * 2007-10-19 2008-05-07 华东理工大学 一种生物质油在线催化裂解精制的方法及装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101173177A (zh) * 2007-10-19 2008-05-07 华东理工大学 一种生物质油在线催化裂解精制的方法及装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"酸预处理对生物质热裂解规律影响的实验研究";谭洪 等;《燃料化学学报》;20091231;第37卷(第6期);第668-672页 *
谭洪 等."酸预处理对生物质热裂解规律影响的实验研究".《燃料化学学报》.2009,第37卷(第6期),第668-672页.

Also Published As

Publication number Publication date
CN102277188A (zh) 2011-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102277188B (zh) 生物质热裂解液化燃用油技术
CA2825939C (en) Renewable heating oil
US20110277377A1 (en) Hydroprocessing of pyrolysis oil and its use as a fuel
US20070125369A1 (en) Process for converting anhydrosugars to glucose and other fermentable sugars
WO2012027372A2 (en) Production of renewable biofuels
WO2010033512A1 (en) Improved process for preparing bio-oils from biomass
EP2673344A2 (en) Stable bio-oil
CN101407727A (zh) 一种由生物质催化液化制备生物质液化油的方法
WO2012058218A2 (en) Process for producing high quality pyrolysis oil from biomass
CN111500658A (zh) 生物质多途径增值利用的方法
CA2845063A1 (en) Process for converting bio-oil
CN101831328A (zh) 一种绿色燃油及其制备方法
CN103980929B (zh) 一种生物质快速热裂解制备生物燃油的方法
CN201634633U (zh) 一种生物质流化床快速热解制取生物质热解油的装置
CN107586567A (zh) 一种基于连续干馏、气化重整与烘焙耦合处理的生物质热解气炭清洁联产工艺
CN104549098A (zh) 一种生物油的制备方法
CN103484141A (zh) 一种生物质热裂解液化在线脱氧加氢制备生物油的方法
CN107987856B (zh) 制备生物质燃气、活性炭的方法及其产品
CN113897208A (zh) 一种循环热解焦油的方法
AU2016251402A1 (en) Method for producing levoglucosenone
CN102051193A (zh) 一种生物质在线催化热解制取低氧含量液体燃料的方法
FI125582B (en) Process for conversion of gas-powered products
CN1432626A (zh) 催化裂解精制生物油的方法
CN202089930U (zh) 一种木屑快速裂解旋流式反应器系统
Özçakır et al. Bio-oil production from microalgae by pyrolysis: A mini-review

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20140618

Termination date: 20200725