CN102382690A - 一种环保可再生燃料油的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种环保可再生燃料油。本品的成分与配比是生物油(60wt％-70wt％)、粗甲醇(10wt％-15wt％)、煤焦油(18.051wt％-21.949wt％)、二茂铁(0.001wt％-0.002wt％)、氢氧化钠(1wt％-2wt％)、樟脑粉(0.05wt％-0.1wt％)和丙酮(0.949wt％-0.898wt％)。本品热值在20MJ/kg左右，粘度在4cP左右，成本约为2000￥/吨，主要用于工业锅炉、工业窑炉和饭店炉灶燃烧供热。本品的主要成分生物油是快速热解农林废弃物获得的液体产物，具有可再生性。本品燃烧充分，无积碳，无烟，SOx、NOx的排放量小于0.1ppmm，具有优良的环保性能。

Description

一种环保可再生燃料油的生产方法
技术领域
本发明属于可再生能源领域。
背景技术
自从20世纪70年代爆发石油危机以来，石油的供应越来越紧张，石油价格屡创新高，2007年末更是突破了100美元/桶的大关。据估计，到2030年，世界每天的石油需求将达到117.6百万桶。多出来的31.7百万桶/天的需求量相当于3个沙特阿拉伯的石油日产量；从我国的情况来看，“十二·五”期间，我国仍然处于工业化和城镇化加速发展阶段，随着经济规模的进一步扩大，能源需求还会持续较快增加，预计“十二·五”期间面临的能源形势依然严峻。能源已经成为我国当前和今后相当长的一个时期内，制约经济和社会发展的突出瓶颈。
大力发展生物质能源，是缓解我国能源紧张状况的一条有效途径。
快速热解技术能够将农林废弃物(主要是各种农作物秸杆、落叶和树枝，我国年产生量约20亿吨)转化为生物油(产率约50％-70％)。生物油是一种褐色液体，热值约为15MJ/kg，能够直接用于工业锅炉、窑炉和饭店炉灶燃烧供热，也可用于热电厂燃烧发电。生物油燃烧时二氧化碳的净排放量为零，硫氧化物和氮氧化物的排放量显著低于化石燃料(煤、石油和天然气)，生物油是一种绿色环保的液体燃料。
生物油虽然可以直接用于燃烧供热、发电，同时具有可再生性和环境友好的特点，但生物油具有水分含量较高(约25wt％)、热值低、酸度较高、粘度大、含有炭粉和其它固体颗粒、在高温下容易聚合结焦的缺点。它和普通的石化柴油和重油的性质具有显著不同。
为了克服生物油的缺点，提升生物油的理化性质，使之与普通的石化柴油和重油的性质尽量接近，从而与现代工业最大程度相容，能源研究工作者开发了各种提升生物油品质的技术路线。
提升生物油品质最简单的方式是将生物油和柴油直接混合，可将生物油、乳化剂与柴油混合，通过高速剪切混合设备获得均一稳定的乳化生物油。脱除生物油水分、降低生物油酸度的另外一种较为简单的技术是生物油减压蒸馏技术，通过减压蒸馏，能够有效脱除生物油水分、降低生物油酸度同时不使得生物油发生聚合结焦形象。利用酯化(醇解)工艺，将生物油中的有机酸转化为酯类和水，也是一种有效降低生物油酸性的方法，但这种方法消耗醇类，增加了一定的原料成本。将生物油转化为更高品位的运输燃料(汽、柴油)，则需要采用高压加氢、催化裂解工艺和气化-费托合成工艺，从目前的发展趋势看，高压加氢和气化-费托合成工艺具有由生物油制备运输燃料的产业化前景，而催化裂解工艺存在着催化剂容易失活、产率低的缺点，所以产业化的可能性较低。
当前提升生物油品质的各种工艺的共同缺点是成本较高(包括原料成本、动力和设备成本)，技术也不够成熟。而当前煤、石油和天然气等化石燃料的价格相比于生物能源仍然是低的，并且化石燃料处理技术已经发展了百年，非常成熟。所以生物能源相比化石燃料的竞争力较低。
为了尽早推广生物能源，贯彻循环经济理念和环保理念，造福社会，本发明专利提出一种以生物油为基础原料，配以少量辅助燃料和添加剂混合而成的环保可再生燃料油。该燃料油主要用做锅炉、窑炉和灶具的燃料。虽然本发明专利在工艺路线上似乎类似于生物油、乳化剂与柴油混合，通过高速剪切混合设备获得均一稳定的乳化生物油，但事实上，乳化生物油实际以柴油为主要原料，生物油在乳化柴油中仅占10wt％-20wt％，由于生物油在性质上更接近于水，所以乳化生物油的制备原理是通过乳化剂的作用将生物油转化为油性颗粒，从而可以使得水性的生物油能够与油性的柴油均匀混合，乳化过程需要添加较昂贵的乳化剂。而本发明专利则以生物油为主要原料(60wt％-70wt％)，配以和生物油极性接近的辅助燃料和添加剂，不存在乳化过程，因此就能节省乳化剂成本，整个制作过程也无乳化步骤。因此从原料到制作工艺上，本发明专利涉及的环保可再生燃料油和乳化生物油具有实质不同。
本发明专利本品的主要成分生物油是快速热解农林废弃物获得的液体产物，具有可再生性。本燃料不但可用做锅炉、窑炉和灶具的燃料，也可用于热电厂燃烧发电。本品燃烧充分，无积碳，无烟，SOx、NOx的排放量小于0.1ppmm，具有优良的环保性能。
发明内容
本发明专利本涉及一种环保可再生燃料油，其典型原料配比、制备方法、原料配伍与说明、产品性能和产品用途详细说明如下：
典型原料配比
制备方法
1.准备A、B和C三个搅拌罐；
2.将生物油利用100-120目的筛网过滤；
3.将过滤后得到的生物油与丙酮装入搅拌罐A内，均匀混合，作为A组分；
4.将粗甲醇与煤焦油装入搅拌罐B内，均匀混合，作为B组分；
5.将A组分与B组分装入搅拌罐C内，均匀混合，作为C组分；
6.将二茂铁、氢氧化钠和樟脑粉加入搅拌罐C中和C组分混合，搅拌均匀，即制得本油品。
原料配伍与说明
生物油是本发明专利涉及的环保可再生燃料油的主要成分，生物油在本品的含量为60wt％-70wt％。生物油是农林废弃物((主要是各种农作物秸杆、落叶和树枝)经过快速热解技术获得的可再生液体燃料，它是一种褐色液体，密度约1200kg/m3，热值约为15MJ/kg，pH值约为2.0左右，20℃时的粘度约为120mm2/s。
粗甲醇在本品中的含量为10wt％-15wt％，粗甲醇在本品中起稀释作用，以降低整个油品的粘度。煤焦油在本品中的含量为18.051wt％-21.949wt％，煤焦油在本品中起到提高整个油品热值的作用。
二茂铁在本品中的含量为0.001wt％-0.002wt％，二茂铁即二聚环戊二烯铁，是一种橙色粉状固体，它在本品中起到消烟、除尘、防爆和防止管路积碳的作用，并具有助氧化、助燃的作用。
氢氧化钠在本品中含量为1wt％-2wt％，它的主要作用是中和有机酸，降低整个油品的酸性。
樟脑粉在本品中的含量为0.05wt％-0.1wt％，它的主要作用是作为除臭剂，消除本油品燃烧时产生的异味，使得本油品燃烧时产生香味。
丙酮在本品中的含量为0.949wt％-0.898wt％，它的主要作用作为助溶剂溶解生物油和煤焦油，使得煤焦油能够与生物油均匀混合的作用。由于生物油含有较多的含氧化合物，极性较强，而煤焦油则主要由烃类组成，所以生物油和煤焦油的互溶性不好，而丙酮和生物油完全互溶，丙酮和煤焦油也有很好的互溶性，因此，在本品中添加丙酮后，可以很好的保证生物油与煤焦油互溶，最终形成均一、稳定的液态混合物。
产品性能
本产品热值在20MJ/kg左右，粘度在4cP左右，预计销售价格约为2000￥/吨，远低于市售重油和柴油的价格。本品的主要成分生物油是快速热解农林废弃物(主要是各种农作物秸杆、落叶和树枝)获得的液体产物，具有可再生性。本品燃烧充分、无异味、无积碳、无烟、SOx、NOx的排放量小于0.1ppmm，具有优良的环保性能。
产品用途
主要用于工业锅炉、工业窑炉和饭店炉灶燃烧供热，也可用于热电厂燃烧发电。
具体实施方式
实施例一：
1.准备A、B和C三个搅拌罐；
2.将生物油利用100目的筛网过滤；
3.取60t过滤后得到的生物油与丙酮0.949t装入搅拌罐A内，均匀混合，作为A组分；
4.将15t粗甲醇与21.949t煤焦油装入搅拌罐B内，均匀混合，作为B组分；
5.将A组分与B组分装入搅拌罐C内，均匀混合，作为C组分；
6.将0.002t二茂铁、2t氢氧化钠和0.1t樟脑粉加入搅拌罐C中和C组分混合，搅拌均匀，即制得本油品。
实施例二：
1.准备A、B和C三个搅拌罐；
2.将生物油利用110目的筛网过滤；
3.取65t过滤后得到的生物油与丙酮0.9235t装入搅拌罐A内，均匀混合，作为A组分；
4.将15t粗甲醇与20t煤焦油装入搅拌罐B内，均匀混合，作为B组分；
5.将A组分与B组分装入搅拌罐C内，均匀混合，作为C组分；
6.将0.0015t二茂铁、1.5t氢氧化钠和0.075t樟脑粉加入搅拌罐C中和C组分混合，搅拌均匀，即制得本油品。
实施例三：
1.准备A、B和C三个搅拌罐；
2.将生物油利用120目的筛网过滤；
3.取70t过滤后得到的生物油与丙酮0.898t装入搅拌罐A内，均匀混合，作为A组分；
4.将10t粗甲醇与18.051t煤焦油装入搅拌罐B内，均匀混合，作为B组分；
5.将A组分与B组分装入搅拌罐C内，均匀混合，作为C组分；
6.将0.001t二茂铁、1t氢氧化钠和0.05t樟脑粉加入搅拌罐C中和C组分混合，搅拌均匀，即制得本油品。

Claims (10)

1.环保可再生燃料油的主要成分是生物油；
2.如权利要求1所述，环保可再生燃料油中使用的生物油系农林废弃物(如农作物秸秆、落叶、树枝和木屑等)经过快速热解技术获得的液体产品；
3.环保可再生燃料油中生物油的含量为60wt％-70wt％；
4.在环保可再生燃料油中添加粗甲醇降低本油品的粘度，粗甲醇的含量为10wt％-15wt％；
5.在环保可再生燃料油中添加煤焦油提高本油品的热值，煤焦油的含量为18.051wt％-21.949wt％；
6.在环保可再生燃料油中添加二茂铁保证本油品充分燃烧，防止积碳和产生污染性烟气，二茂铁的含量为0.001wt％-0.002wt％；
7.在环保可再生燃料油中添加氢氧化钠提高本油品的pH值，降低本油品的酸性，氢氧化钠的含量为1wt％-2wt％；
8.在环保可再生燃料油中添加樟脑粉，除去本油品燃烧时产生的各种异味，并使得本油品燃烧时产生一定的香味，樟脑粉的含量为0.05wt％-0.1wt％；
9.在环保可再生燃料油中添加丙酮，保证生物油、粗甲醇和煤焦油的充分混合，防止发生分层现象，丙酮的含量为0.949wt％-0.898wt％；
10.环保可再生燃料油的制备方法是：①将过滤后的生物油与丙酮均匀混合作为A组分；②将粗甲醇与煤焦油均匀混合作为B组分；③将A组分与B组分均匀混合成作为C组分；④将二茂铁、氢氧化钠和樟脑粉加入C组分，搅拌均匀，即制得本油品。
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