CN103980928A - 生物质油及其制备方法 - Google Patents

生物质油及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103980928A
CN103980928A CN201410155762.9A CN201410155762A CN103980928A CN 103980928 A CN103980928 A CN 103980928A CN 201410155762 A CN201410155762 A CN 201410155762A CN 103980928 A CN103980928 A CN 103980928A
Authority
CN
China
Prior art keywords
oil
bio
pyrolysis
specially
solvation
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.)
Granted
Application number
CN201410155762.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103980928B (zh
Inventor
张德者
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.)
Shanghai Goil & Energy Co., Ltd.
Original Assignee
张德者
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 张德者 filed Critical 张德者
Priority to CN201410155762.9A priority Critical patent/CN103980928B/zh
Publication of CN103980928A publication Critical patent/CN103980928A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103980928B publication Critical patent/CN103980928B/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
    • 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
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Landscapes

  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

本发明公开了一种生物质油及其制备方法。该方法，包括如下步骤：将蓝藻藻泥干燥后，于热解介质中进行溶剂化热解反应，得到所述生物质油。所述蓝藻藻泥是引起水体富营养化的藻类的总称。所述反应釜内具有保护性气氛，所述保护性气氛是将载气通入反应釜后得到的还原性气氛或惰性气氛。所述溶剂化热解的反应中加入催化剂，该催化剂为氧化镁及氧化镍。利用该方法解决了蓝藻的处理处置问题，得到的生物质油具有产率高、热值高、含氢量高、含氧量低等特点。

Description

生物质油及其制备方法
技术领域
本发明涉及生物质工程与能源、水污染控制工程领域，特别涉及一种生物质油及其制备方法。
背景技术
水体富营养化问题已成为全球性环境问题。根据我国2012年环境统计公报，我国城市湖泊、水库几乎全部处于富营养状态。对于富营养化水体进行处理时，一般采取沉淀的方法将藻类去除，水体中含有大量的藻类加大了水处理的难度，同时沉淀法产生大量的藻类污泥，其处理处置成为一大难题。
化石能源作为不可再生能源，其现阶段的可利用量在不断减少，同时化石能源的燃烧排放了大量的SO2、NOx和颗粒物质，并被认为是温室效应的罪魁祸首。（带来了温室气体排放等众多环境污染问题）。随着经济不断发展，能源需求量加大，能源紧缺与环境污染加剧等问题使得科学家们逐渐去寻找新能源和可再生能源。生物质能源作为一种可再生的新能源具有环境影响小的特点。将生物质进行加工后作为燃料使用，不仅解决了能源问题，同时生物质废弃物的再利用也缓解了有机固体废物处理处置中的问题。1993年世界粮农组织（FAO）预测，到2050年，以生物质能源为主的可再生能源将提供全世界60%的电力和40%的燃料，且其价格低于化石燃料。
发明内容
本发明的目的是提供一种生物质油及其制备方法。
本发明提供的制备生物质油的方法，包括如下步骤：将蓝藻藻泥干燥后，于热解介质中进行溶剂化热解反应，反应完毕得到所述生物质油。
上述方法中，所述蓝藻为引起水体富营养化的一系列藻类的总称。所述干燥步骤包括：于-30℃至-20℃进行冷冻干燥2-6h后，再升温至40-60℃干燥2-6h。
该含有蓝藻的藻泥具体可为水处理沉淀所得的含有蓝藻的藻泥，该藻泥为半固体状；经过干燥后成粉状。
蓝藻藻泥中含有大量的脂肪、蛋白质及纤维素，产油率与蓝藻藻泥中的脂肪、蛋白质及纤维素的含量呈正相关关系。
所述溶剂化热解反应步骤在保护性气氛下进行；反应釜内通入载气，驱赶空气，避免原料、溶剂与反应釜内的氧气发生反应，防止生物质油的产率降低。
所述保护性气氛具体为还原性气氛或惰性气氛。
所述还原性气氛所用的载气为还原性气体，所述还原性气体为氢气或一氧化碳；
所述惰性气氛所用的载气是惰性气体或氮气。
所述热解介质为有机溶剂，具体为环己烷；
蓝藻藻泥与热解介质的质量比为1：3-4；
所述溶剂化热解反应步骤中，反应温度为200℃-600℃，具体可为230℃、245℃、260℃、230-260℃、230-245℃或245-260℃；
反应时间为0-80min，不包括0分钟，具体为15-25min，更具体可为15min、20min或15-20min。
溶剂化热解反应开始前可以加入催化剂以加快反应进程，促使反应进行完全。所用催化剂由镁的氧化物和镍的氧化物组成；
其中，镁的氧化物具体为氧化镁；
镍的氧化物具体为氧化镍；
所述镁的氧化物和镍的氧化物的摩尔比具体为4：1。
另外，按照上述方法制备得到的生物质油及以所述生物质油为有效成分的生物质燃料油，及该生物质油在制备柴油、汽油或煤油中的应用，也属于本发明的保护范围。
将本发明提供的生物质油通过常规方法加工即可得到柴油、汽油或煤油。
本发明提供的蓝藻藻泥生物质燃料油的制备方法，是通过蓝藻污泥在液化装置中反应，经冷却、排除多余气体后得到生物质油。该方法通过蓝藻藻泥制备生物质油解决了蓝藻污泥难以处理处置的问题。该方法制备生物质油达到的能量输入输出效率约1：4。
本发明还具有以下有益效果：
1、蓝藻藻泥生物质液化获得的生物质油品质较高。本发明得到的生物质油含氢量为7-9%，含氧量为11-12%，品质优于以木材、农作物秸秆为原料得到的生物质液化油（含氢量6.2%，含氧量37.3%）。同时所得到的生物质油的热值较高，平均达到37.42MJ/kg。
2、利用蓝藻藻泥液化制备的生物质油具有良好的环境效益。通过将蓝藻藻泥溶剂化热解，破坏了蓝藻的细胞结构及其组成成分，将蓝藻中的有毒物质降解，生成具有高价值的生物质油；将蓝藻藻泥制成生物质油解决了水处理过程中产生的蓝藻污泥的处理处置问题，减少了环境污染；反应过程中采用有机溶剂环己烷作为反应介质，反应结束后有机溶剂可以进行回收再利用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径而得。
实施例1、未加入催化剂，以氮气为保护性气体制备生物质油
1、收集富营养化水体经过水处理沉淀后产生的蓝藻污泥，于-20℃低温冷冻干燥4h后于40℃干燥2h，成粉状，作为待用样品。
2、蓝藻藻泥的溶剂化热解：将200g样品转入带搅拌桨的2升高压反应釜内，加入热解介质环己烷600ml，密封。将氮气通入高压反应釜内以驱赶空气，使蓝藻藻泥在氮气气氛中进行溶剂化热解反应，反应温度为260℃，恒温反应20min后开始冷却，待温度降低到90℃以下时，卸下排气阀，收集冷凝气体，分离出环己烷，继而将温度冷却至35℃，得到生物质油。
二、生物质油的品质分析
1、生物质油的热值
按照《石油产品热值测定法》（GB/T384—81）提供的方法检测蓝藻藻泥生产的生物质油的热值，实验重复3次，平均值达35.39MJ/kg。利用本实施例提供的方法来制备生物质油，其能量输入输出效率达1：4。
2、生物质油的产率分析
将得到蓝藻藻泥生产的生物质油除以原料蓝藻藻泥固体的质量，得到生物质油的产率，达45%以上。
3、生物质油的含氢量、含氧量分析
按照《石油工业新技术与标准规范手册》提供的方法测定生物质油的含氢量和含氧量。
实验重复3次，蓝藻藻泥生成的生物质油的含氢量平均高达8.1%；含氧量平均为12.1%。
实施例2、加入催化剂，以氢气为载气制备生物质油
生物质油的制备
1、收集富营养化水体经过水处理沉淀后产生的蓝藻污泥，于-20℃低温冷冻干燥4h后于40℃干燥2h，成粉状，作为待用样品。
2、蓝藻藻泥的溶剂化热解：将200g样品及10g催化剂（由摩尔比为4：1的氧化镁和氧化镍组成）转入带搅拌桨的2升高压反应釜内，加入环己烷600ml，密封。用氢气驱赶反应釜内空气，氧化镁及氧化镍作为催化剂，使蓝藻藻泥在还原性气氛中进行溶剂化热解反应，反应温度为230℃，恒温反应15min后开始冷却，待温度降低到90℃时，卸下排气阀，收集冷凝气体，分离出环己烷，继而将温度冷却至35℃，得到生物质油。
二、生物质油的品质分析
1、生物质油的热值
由蓝藻藻泥生产的生物质油的热值（按照实施例1提供的方法检测），实验重复3次，平均值达37.52MJ/kg。利用本实施例提供的方法来制备生物质油，其能量输入输出效率达1：4。
2、生物质油的产率分析
按照实施例1提供的方法计算由蓝藻藻泥生产的生物质油的产率，达55%以上。
3、生物质油的含氢量、含氧量分析
按照实施例1提供的方法测定生物质油的含氢量、含氧量。实验重复3次，蓝藻藻泥生成的生物质油的含氢量平均高达8.9%；含氧量平均为11.2%。
实施例3、加入催化剂，以氦气为载气制备生物质油
一、生物质油的制备
1、收集富营养化水体经过水处理沉淀后产生的蓝藻污泥，于-20℃低温冷冻干燥4h后于40℃干燥2h，成粉状，作为待用样品。
2、蓝藻藻泥的溶剂化热解：将200g样品及40g催化剂（由摩尔比为4：1的氧化镁和氧化镍组成）转入带搅拌桨的2升高压反应釜内，加入环己烷600ml，密封。用氦气驱赶反应釜内空气，氧化镁及氧化镍作为催化剂，使蓝藻藻泥在氦气气氛中进行溶剂化热解反应，反应温度为245℃，恒温反应20min后开始冷却，待温度降低到90℃时，卸下排气阀，收集冷凝气体，分离出环己烷，继而将温度冷却至35℃，得到生物质油。
二、生物质油的品质分析
由蓝藻藻泥生产的生物质油的热值、含氢量和含氧量等各项指标与实施例2无实质性差别。

Claims (10)

1.一种制备生物质油的方法，包括如下步骤：将蓝藻藻泥干燥后，于热解介质中进行溶剂化热解反应，反应完毕得到所述生物质油。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述溶剂化热解反应步骤在保护性气氛下进行；
所述保护性气氛具体为还原性气氛或惰性气氛。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述还原性气氛所用的载气为还原性气体，具体为氢气或一氧化碳；
所述惰性气氛所用载气为惰性气体或氮气。
4.根据权利要求1-3所述的方法，其特征在于：所述热解介质为有机溶剂，具体为环己烷。
5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于：所述蓝藻藻泥与热解介质的质量比为1：3-4。
6.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于：所述溶剂化热解反应步骤中，温度为200℃-600℃；
时间为0-80min，不包括0分钟，具体为15-25min；
所述溶剂化热解反应中使用催化剂；所述催化剂由镁的氧化物和镍的氧化物组成；其中，镁的氧化物具体为氧化镁；镍的氧化物具体为氧化镍；所述镁的氧化物和镍的氧化物的摩尔比具体为4：1。
7.根据权利要求1-6任一所述的方法，其特征在于：所述干燥步骤包括：于-30至-20℃进行冷冻干燥2-6h后，再升温至40-60℃干燥2-6h。
8.权利要求1-7任一所述方法制备的生物质油。
9.以权利要求8所述生物质油为有效成分的生物质燃料油。
10.权利要求8所述生物质油或权利要求9所述生物质燃料油在制备柴油、汽油或煤油中的应用。
CN201410155762.9A 2014-04-17 2014-04-17 生物质油及其制备方法 Expired - Fee Related CN103980928B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410155762.9A CN103980928B (zh) 2014-04-17 2014-04-17 生物质油及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410155762.9A CN103980928B (zh) 2014-04-17 2014-04-17 生物质油及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103980928A true CN103980928A (zh) 2014-08-13
CN103980928B CN103980928B (zh) 2016-01-20

Family

ID=51273101

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410155762.9A Expired - Fee Related CN103980928B (zh) 2014-04-17 2014-04-17 生物质油及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103980928B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105733618A (zh) * 2016-04-19 2016-07-06 河南城建学院 一种重质有机质热解反应釜和热解装置
CN108929887A (zh) * 2018-06-26 2018-12-04 常州市蒽盗钟情生物科技有限公司 一种生物质油的制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101619227A (zh) * 2008-06-30 2010-01-06 淮北中润生物能源技术开发有限公司 纤维素生物质的直接液化方法
CN101624530A (zh) * 2009-07-31 2010-01-13 张景来 生物质液化油及其制备方法
CN102021048A (zh) * 2010-12-08 2011-04-20 华南农业大学 亚/超临界环己烷及分子筛耦合作用下的生物质液化方法
CN103060075A (zh) * 2012-12-18 2013-04-24 河南理工大学 一种微藻催化液化制备生物油的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101619227A (zh) * 2008-06-30 2010-01-06 淮北中润生物能源技术开发有限公司 纤维素生物质的直接液化方法
CN101624530A (zh) * 2009-07-31 2010-01-13 张景来 生物质液化油及其制备方法
CN102021048A (zh) * 2010-12-08 2011-04-20 华南农业大学 亚/超临界环己烷及分子筛耦合作用下的生物质液化方法
CN103060075A (zh) * 2012-12-18 2013-04-24 河南理工大学 一种微藻催化液化制备生物油的方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105733618A (zh) * 2016-04-19 2016-07-06 河南城建学院 一种重质有机质热解反应釜和热解装置
CN105733618B (zh) * 2016-04-19 2019-04-12 河南城建学院 一种重质有机质热解反应釜和热解装置
CN108929887A (zh) * 2018-06-26 2018-12-04 常州市蒽盗钟情生物科技有限公司 一种生物质油的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103980928B (zh) 2016-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Catalytic liquefaction of municipal sewage sludge over transition metal catalysts in ethanol-water co-solvent
CN112919754B (zh) 一种污泥耦合生物质热解制备生物炭及固化重金属的方法
Zhang et al. Spirulina hydrothermal carbonization: Effect on hydrochar properties and sulfur transformation
CN112898997B (zh) 一种利用废旧锂电池热处理产物催化生物质热解的方法
Xiong et al. Research progress on pyrolysis of nitrogen-containing biomass for fuels, materials, and chemicals production
Haghighi et al. Biodiesel production from Spirulina algae oil over [Cu (H2PDC)(H2O) 2] complex using transesterification reaction: Experimental study and DFT approach
CN115558517B (zh) 一种利用废旧锂电池热处理产物异位催化生物质热解的方法
CN101407727A (zh) 一种由生物质催化液化制备生物质液化油的方法
US8784661B2 (en) Liquid fuel for isolating waste material and storing energy
CN101624530A (zh) 生物质液化油及其制备方法
CN111363572A (zh) 生物质催化热解联产气液燃料、化学品和炭材料的方法
CN103146404B (zh) 一种循环利用催化剂热解气化农林废弃物的工艺
Shen et al. Pyrolysis of cellulose with cathode materials recovered from spent binary and ternary lithium-ion batteries
CN103980928B (zh) 生物质油及其制备方法
CN101831328A (zh) 一种绿色燃油及其制备方法
CN109705985A (zh) 一种pet、ptt、pbt制造物转化为航空煤油范围环烃的方法
CN103484137B (zh) 一种固体废弃有机物炭化装置及其炭化方法
CN109111935B (zh) 基于富甲烷混合气的油页岩循环流化床干馏方法及系统
CN105693486A (zh) 利用5-羟甲基糠醛制备2,5-己二酮和3-甲基环戊烯酮的方法
CN102994137A (zh) 一种催化液化法制备海藻原料燃油的方法
CN101845315A (zh) 一种低压原位供氢煤直接液化的方法
CN103387840B (zh) 一种秸秆分级催化液化制备生物油的方法
CN110903836A (zh) 一种有机废物的资源化处理方法
CN110642225A (zh) 沼液水相重整制取氢气的方法
CN105251524A (zh) 生物质液化油催化裂化脱氧催化剂

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
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20170405

Address after: 201799 room, No. 453, Ying Hong Road, Qingpu District, Shanghai, China -09

Patentee after: Shanghai Goil & Energy Co., Ltd.

Address before: 201699 Zhongshan Road, Songjiang District, No. 79, Ping Gao World Trade Center, No. 1201, room 1202, room 1219,

Patentee before: Zhang Dezhe

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: 20160120

Termination date: 20210417