CN107892930B - 一种果核类废弃物快速热解制油的方法 - Google Patents

一种果核类废弃物快速热解制油的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107892930B
CN107892930B CN201711077774.4A CN201711077774A CN107892930B CN 107892930 B CN107892930 B CN 107892930B CN 201711077774 A CN201711077774 A CN 201711077774A CN 107892930 B CN107892930 B CN 107892930B
Authority
CN
China
Prior art keywords
microwave
temperature
pyrolysis
class waste
fruit stone
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.)
Active
Application number
CN201711077774.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107892930A (zh
Inventor
王允圃
刘玉环
戴磊磊
段邓乐
吴秋浩
曾子鸿
余桢婷
姜林
张志林
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.)
Nanchang University
Original Assignee
Nanchang University
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 Nanchang University filed Critical Nanchang University
Priority to CN201711077774.4A priority Critical patent/CN107892930B/zh
Publication of CN107892930A publication Critical patent/CN107892930A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107892930B publication Critical patent/CN107892930B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/02—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of cellulose-containing material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10—Feedstock materials
    • C10G2300/1003—Waste materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/40—Characteristics of the process deviating from typical ways of processing
    • C10G2300/4006—Temperature
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/70—Catalyst aspects
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

一种果核类废弃物快速热解制油的方法，调控下吸式快速微波热解反应装置，设定目标热解温度500‑750℃，目标催化温度200‑500℃，调节微波功率为1000‑9000W，进料速度为5‑50kg/h，搅拌速度为20‑120 r/min；当热解温度、催化温度达到设定的目标值时，果核类废弃物通过螺旋进料器连续加入微波反应腔中，搅拌器上下提拉式搅动；热解残渣排入储渣器；热解蒸汽经催化重整，生物燃油进入液体收集器，生物燃气通过气体收集器收集。本发明可连续操作业，适合工业化生产，反应时间短，副反应少，热解蒸汽可进行有效催化重整，提高生物燃气的品质。

Description

一种果核类废弃物快速热解制油的方法
技术领域
本发明涉及一种果核类废弃物快速微波热解转化高附加值化学品的方法。
背景技术
生物质能具有分布广、可再生、洁净性（硫、氮含量低）、温室气体排放量少等优点，是地球上最具发展前景的石油替代能源。我国生物质能极为丰富，可开发的生物质资源潜力巨大，包括农、林业生物质废弃物、生活垃圾及有机废弃物等。生物质热解制油技术受到了研究者越来越多的重视，该技术以较低的成本、连续化的生产工艺将低能量密度的生物质转化为高能量密度的生物油，减少了生物质的体积，便于储存和运输。但是生物质快速热解所得的生物油含氧量高、热值低、热稳定性差、粘度高、酸度大、腐蚀性强，因此其进一步的应用受到了较大限制。值得注意的是，这些缺点都和生物油中含氧量高密切相关。为了提高所得生物油质量，生物质催化快速热解制油（catalytic fast pyrolysis，CFP）技术应运而生，该技术将快速热解和催化重整制油技术相结合，以在生物油冷凝前提升其品质，降低生物油含氧量、提高烃类含量
目前，微波作为一种新型加热方式在生物质CFP技术中开始得到应用。微波加热的本质是微波在物料中的能量耗散，与传统加热方式相比，微波加热具有如下优势：（1）加热均匀；（2）节约能耗：（3）无滞后效应；（4）便与操作；（5）安全无污染。本发明人前期研究将微波辅助催化快速热解（microwave-assisted catalytic fast pyrolysis，MACFP）技术应用于生物质热解制备烃类燃油与生物燃气，取得了一系列的进展。
值得注意的是，尽管MACFP技术能够均匀加热物料、促进烃类生成，但该技术在传热效果、催化剂等方面仍存在一系列突出的问题，包括：（1）传热效果方面：生物质与催化剂存在微波吸收因子量少、介电常数低以及升温速率太慢等缺点，同时传统微波热解工艺中热解温度与催化温度难以分别调控。（2）催化剂方面：目前微波辅助催化快速热解技术多为原位催化，催化剂存在易钝化失活、分离困难等缺陷。
发明内容
本发明目的提供一种果核类废弃物快速热解制油的方法，其工艺简单，具有连续操作性，适合工业化生产，实现了生物质资源的高效利用。
本发明通过以下技术方案实现的。
本发明所述的一种果核类废弃物快速热解制油的方法，按如下步骤。
调控下吸式快速微波热解反应装置，设定目标热解温度500-750℃，目标催化温度200-500℃，调节微波功率为1000-9000W，进料速度为5-50kg/h，搅拌速度为20-120 r/min。
当热解温度、催化温度达到设定的目标值时，果核类废弃物通过螺旋进料器连续加入微波反应腔中，同时，搅拌器上下提拉式搅动。
果核类废弃物快速升温热解，产生的残渣通过孔板排出进入储渣器，孔板下方设置防灰隔板防止残渣进入出气口，热解蒸汽在抽气泵负压的作用下通过高温球形碳化硅床层进入储渣器上部的出气口，然后进入催化剂装填管催化重整，最后通过冷凝器冷凝成生物燃油进入液体收集器，不可冷凝的生物燃气通过气体收集器收集。
本发明所述的果核类废弃物包括枣核、橄榄核、桃核。
本发明所述的下吸式快速微波热解反应装置由控制系统（1）、螺旋进料器（2）、搅拌器（3）、保温层（4）、微波磁控管（5）、微波反应腔（6）、热电偶（7）、球形碳化硅（8）、孔板（9）、储渣器（10）、防灰隔板（11）、出气口（12）、催化剂装填管（13）、加热套（14）、冷凝器（15）、液体收集器（16）、抽气泵（17）、气体收集器（18）组成。
螺旋进料器（2）与微波反应腔（6）上部相连，微波反应腔（6）内有搅拌器（3）与球形碳化硅（8），外部依次为保温层（4）与微波磁控管（5），下部为孔板（9），微波反应腔（6）外壁嵌有热电偶（7），储渣器（10）与微波反应腔（6）相连，中间隔有孔板（9），储渣器（10）内部设有防灰隔板（11），上部设有出气口（12），催化剂装填管（13）与出气口（12）相连，催化剂装填管（13）外部为加热套（14），冷凝器（15）与催化剂装填管（13）相连，冷凝器（15）下部设有液体收集器（16），抽气泵（17）与冷凝器（15）相连，抽气泵（17）气体出口连接气体收集器（18）。
控制系统（1）通过线缆分别与微波磁控管（5）、螺旋进料器（2）、搅拌器（3）、热电偶（7）、加热套（14）连接，以调控微波功率、进料速度、搅拌速度、热解温度和催化温度。
所述的保温层（4）的材料为硅酸铝纤维。
所述的微波磁控管（5）的数量为2-10个，每个的输出功率为1-1.5 Kw，频率为2450MHz，冷却方式为水冷。
所述的微波反应腔（6）的材料为耐高温透波陶瓷。
所述的球形碳化硅（8）直径为2-4cm。
所述的孔板（9）的孔直径为1-3cm。
本发明装置的优点在于具有连续操作性，适合工业化生产，果核类废弃物在高热球形碳化硅床层作用下快速达到热解温度，缩短反应时间，减少副反应发生，热解蒸汽穿过高热球形碳化硅床层，促进焦油分解，同时通过外部催化延长催化剂使用寿命，并对热解蒸汽进行有效催化重整，有效提高生物燃油品质。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图。
其中，1为控制系统、2为螺旋进料器、3为搅拌器、4为保温层、5为微波磁控管、6为微波反应腔、7为热电偶、8为球形碳化硅、9为孔板、10为储渣器、11为防灰隔板、12为出气口、13为催化剂装填管、14为加热套、15为冷凝器、16为液体收集器、17为抽气泵、18为气体收集器。
具体实施方式
本发明将结合附图，通过以下实施例进一步说明。
实施例1。
如图1所示，通过控制系统设定目标热解温度为550℃，目标催化温度为300℃，调节微波功率为6000 W，进料速度为20kg/h，搅拌速度为60 r/min，当达到设定目标温度时，枣核通过螺旋进料器连续加入微波反应腔中，搅拌器上下提拉式搅动，枣核快速升温热解，产生的残渣通过孔板排出进入储渣器，孔板下方设置防灰隔板防止残渣进入出气口，热解蒸汽在抽气泵负压的作用下通过高温球形碳化硅床层进入储渣器上部的出气口，然后进入催化剂装填管催化重整，最后通过冷凝器冷凝成生物燃油进入液体收集器，燃油得率为55%，烃类含量59%。
实施例2。
如图1所示，通过控制系统设定目标热解温度为650℃，目标催化温度为250℃，调节微波功率为8000 W，进料速度为30kg/h，搅拌速度为60 r/min，当达到设定目标温度时，橄榄核通过螺旋进料器连续加入微波反应腔中，搅拌器上下提拉式搅动，橄榄核快速升温热解，产生的残渣通过孔板排出进入储渣器，孔板下方设置防灰隔板防止残渣进入出气口，热解蒸汽在抽气泵负压的作用下通过高温球形碳化硅床层进入储渣器上部的出气口，然后进入催化剂装填管催化重整，最后通过冷凝器冷凝成生物燃油进入液体收集器，燃油得率为55%，烃类含量64%。
实施例3。
如图1所示，通过控制系统设定目标热解温度为750℃，目标催化温度为350℃，调节微波功率为6000 W，进料速度为20kg/h，搅拌速度为60 r/min，当达到设定目标温度时，桃核通过螺旋进料器连续加入微波反应腔中，搅拌器上下提拉式搅动，桃核快速升温热解，产生的残渣通过孔板排出进入储渣器，孔板下方设置防灰隔板防止残渣进入出气口，热解蒸汽在抽气泵负压的作用下通过高温球形碳化硅床层进入储渣器上部的出气口，然后进入催化剂装填管催化重整，最后通过冷凝器冷凝成生物燃油进入液体收集器，燃油得率为39%，烃类含量60%。

Claims (2)

1.一种果核类废弃物快速热解制油的方法，其特征是按如下步骤：
调控下吸式快速微波热解反应装置，设定目标热解温度500-750℃，目标催化温度200-500℃，调节微波功率为1000-9000W，进料速度为5-50kg/h，搅拌速度为20-120 r/min；
当热解温度、催化温度达到设定的目标值时，果核类废弃物通过螺旋进料器连续加入微波反应腔中，同时，搅拌器上下提拉式搅动；
果核类废弃物快速升温热解，产生的残渣通过孔板排出进入储渣器；热解蒸汽在抽气泵负压的作用下通过高温球形碳化硅床层进入储渣器上部的出气口，然后进入催化剂装填管催化重整，最后通过冷凝器冷凝成生物燃油进入液体收集器，不可冷凝的生物燃气通过气体收集器收集；
所述的下吸式快速微波热解反应装置由控制系统、螺旋进料器、搅拌器、保温层、微波磁控管、微波反应腔、热电偶、球形碳化硅、孔板、储渣器、防灰隔板、出气口、催化剂装填管、加热套、冷凝器、液体收集器、抽气泵、气体收集器组成；
螺旋进料器与微波反应腔上部相连，微波反应腔内有搅拌器与球形碳化硅，外部依次为保温层与微波磁控管，下部为孔板，微波反应腔外壁嵌有热电偶，储渣器与微波反应腔相连，中间隔有孔板，储渣器内部设有防灰隔板，上部设有出气口，催化剂装填管与出气口相连，催化剂装填管外部为加热套，冷凝器与催化剂装填管相连，冷凝器下部设有液体收集器，抽气泵与冷凝器相连，抽气泵气体出口连接气体收集器；
控制系统通过线缆分别与微波磁控管、螺旋进料器、搅拌器、热电偶、加热套连接，以调控微波功率、进料速度、搅拌速度、热解温度和催化温度。
2.根据权利要求1所述的一种果核类废弃物快速热解制油的方法，其特征是所述的果核类废弃物为枣核、橄榄核或桃核。
CN201711077774.4A 2017-11-06 2017-11-06 一种果核类废弃物快速热解制油的方法 Active CN107892930B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711077774.4A CN107892930B (zh) 2017-11-06 2017-11-06 一种果核类废弃物快速热解制油的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711077774.4A CN107892930B (zh) 2017-11-06 2017-11-06 一种果核类废弃物快速热解制油的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107892930A CN107892930A (zh) 2018-04-10
CN107892930B true CN107892930B (zh) 2019-10-29

Family

ID=61804104

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711077774.4A Active CN107892930B (zh) 2017-11-06 2017-11-06 一种果核类废弃物快速热解制油的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107892930B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108865402A (zh) * 2018-06-08 2018-11-23 安徽省宝天农贸有限公司 一种菜籽油的制备方法
CN108841442A (zh) * 2018-06-08 2018-11-20 安徽省宝天农贸有限公司 一种高品质芝麻油的制备方法
CN109054899A (zh) * 2018-09-12 2018-12-21 太原理工大学 一种粉煤气化装置和气化方法
CN110964554A (zh) * 2019-12-24 2020-04-07 哈尔滨工业大学 一种微波塑料废弃物制油装置及其使用方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN85109267A (zh) * 1984-12-25 1986-07-02 株式会社荏原制作所 废物处理方法及设备
CN1912465A (zh) * 2006-09-11 2007-02-14 山东大学 一种利用微波热解生物质的方法及装置
WO2010033512A1 (en) * 2008-09-16 2010-03-25 Regents Of The University Of Minnesota Improved process for preparing bio-oils from biomass
WO2015029377A1 (ja) * 2013-08-27 2015-03-05 独立行政法人国立高等専門学校機構 水素製造装置および水素製造方法
CN104560074A (zh) * 2013-10-22 2015-04-29 中国石油化工股份有限公司 一种微波热解制生物油和活性炭的系统
CN105087036A (zh) * 2015-07-24 2015-11-25 南昌大学 一种微波辅助催化快速热解污泥制备生物油及土壤改良剂的方法
CN106675661A (zh) * 2015-11-05 2017-05-17 中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院 一种物料连续热解气化的方法
CN106753482A (zh) * 2017-01-18 2017-05-31 武汉大学 一种生物质热解‑催化裂化制取芳烃一体化反应装置和使用方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN85109267A (zh) * 1984-12-25 1986-07-02 株式会社荏原制作所 废物处理方法及设备
CN1912465A (zh) * 2006-09-11 2007-02-14 山东大学 一种利用微波热解生物质的方法及装置
WO2010033512A1 (en) * 2008-09-16 2010-03-25 Regents Of The University Of Minnesota Improved process for preparing bio-oils from biomass
WO2015029377A1 (ja) * 2013-08-27 2015-03-05 独立行政法人国立高等専門学校機構 水素製造装置および水素製造方法
CN104560074A (zh) * 2013-10-22 2015-04-29 中国石油化工股份有限公司 一种微波热解制生物油和活性炭的系统
CN105087036A (zh) * 2015-07-24 2015-11-25 南昌大学 一种微波辅助催化快速热解污泥制备生物油及土壤改良剂的方法
CN106675661A (zh) * 2015-11-05 2017-05-17 中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院 一种物料连续热解气化的方法
CN106753482A (zh) * 2017-01-18 2017-05-31 武汉大学 一种生物质热解‑催化裂化制取芳烃一体化反应装置和使用方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107892930A (zh) 2018-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107828431B (zh) 一种果壳类废弃物微波辅助热解转化燃油的方法
CN107723015B (zh) 一种下吸式快速热解生物质的装置
CN107892930B (zh) 一种果核类废弃物快速热解制油的方法
CN104560074B (zh) 一种微波热解制生物油和活性炭的系统
CN107652995B (zh) 一种酒糟快速热解制备生物燃气的方法
Zhang et al. Microwave-enhanced pyrolysis of natural algae from water blooms
US8637718B2 (en) Biomass to biochar conversion in subcritical water
CN102580650B (zh) 一种微波生物质热解连续反应装置及方法
CN102071042B (zh) 智能化生物质及其废弃物连续快速微波裂解装置
CN107987866B (zh) 一种固体废弃物微波高效解聚联产生物油和生物炭的装置及方法
CN107723008B (zh) 一种秸秆类废弃物快速气化的方法
CN107083252A (zh) 一种能降低生物质热解油含氧量的化学链热解脱氧工艺及系统
CN106753462A (zh) 一种分级定向热解污泥碳化方法
US20230134219A1 (en) Biomass pyrolysis device and method with optimized matching of thermal energy and microwave energy
CN105710114B (zh) 一种生活垃圾及农林废弃物炭化循环综合处理系统及方法
CN202465598U (zh) 一种微波生物质热解连续反应装置
CN107674699B (zh) 一种餐饮废油皂化物快速热解的方法
CN207699527U (zh) 一种下吸式快速热解生物质的装置
CN214457774U (zh) 移动式农林秸秆微波辅助快速热解多联产的装置
CN107858169A (zh) 一种微波辅助双床层共催化快速热解秸秆与废弃皂脚制备生物质基车用汽油的方法
Liu et al. Less defective graphene aerogel and its application in microwave-assisted biomass pyrolysis to prepare H 2-rich gas
CN107629815B (zh) 一种非食用木本油皂高值化利用的方法
CN107987858A (zh) 一种大功率微波热解生物质的生产工艺及技术
Wang et al. High quality bio-oil production from catalytic microwave-assisted pyrolysis of pine sawdust
CN210085370U (zh) 催化剂再生的生物质微波催化热解一体化装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant