CN111849527A - 一种基于生物质的液体燃料及其生产工艺 - Google Patents

一种基于生物质的液体燃料及其生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于生物质的液体燃料及其生产工艺,以生物质为原料,经预处理、热解反应和催化裂解反应,得到液体燃料,技术关键在于催化裂解反应时所使用的催化剂,该催化剂是利用硅藻土、α‑萘胺单体制成的载体浆液与正硅酸乙酯、ZSM‑5分子筛、硫脲等制成的分子筛浆液混合制备而得。借助于该催化剂的催化作用,实现了生物质的较高转化率,对生物质充分降解,所得液体燃料的热值高。

Description

一种基于生物质的液体燃料及其生产工艺
技术领域
本发明属于新能源技术领域,涉及一种基于生物质的液体燃料及其生产工艺。
背景技术
传统燃料在在燃烧时特别容易导致燃烧不完全,尾气中的颗粒物、氮氧化物和碳氢化合物含量很高,对环境造成了极大污染和危害。而且,近年来随着经济和人类社会的迅猛发展,全世界范围的石化资源加剧消耗,就我国而言,近年来随着国民经济的快速发展,我国对石油资源的需求持续增长,即使按照比较慢的消费增长速度预测,未来也会有较大的石油供应缺口,对外依存程度上升,势必会带来严重的石油安全问题,而石油安全又是国家安全的一个重要组成部分。全球的石油资源是非常有限的,石油产品的价格随着全球储备量的减少而不断攀升,给人们的生活以及交通运输带来了严重的经济负担。
因此,为了应对石油资源短缺和减少环境污染,发展低碳环保的可再生能源成为当务之急。此时生物液体燃料作为一种未来可期的可再生能源便应运而生了。
生物液体燃料是一种清洁并且可持续循环使用的能源类型,是一种清洁并且可持续循环使用的能源类型,目前一般采用热化学转化法,利用固体生物质为原料在一定的温度和压力下,经过一系列复杂的物理化学反应,使固体生物质转化为液体燃料。但是现有的生物质燃料存在燃烧不彻底和浪费严重的问题,这直接导致了积碳高和燃料利用率低,已经成为制约当前生物液体燃料发展的一大瓶颈。热化学转化法又可以分为直接液化和间接液化两种方法,前者工艺过程复杂,能耗高而且生产过程中产生的焦油难以去除,后者的转化率比较低,一般低于45w.t.%(以干物质的重量计)。
专利CN106318477B公开了一种生物质催化热解制备高品位液体燃料的方法,以W2N/AC、Mo2N/AC、WP/AC或MoP/AC为催化剂,对生物质进行热解制得液体燃料,尽管避免了使用贵金属,但是生物质转化率不高,所得液体燃料的热值不理想,燃烧品质较差,仍然不能满足生产需要。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种基于生物质的液体燃料及其生产工艺,生物质转化率高,液体燃料的热值高。
为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种基于生物质的液体燃料的生产工艺,以生物质为原料,经预处理、热解反应和催化裂解反应,得到液体燃料;以重量份计,在催化裂解反应时所使用的催化剂是通过以下方法制备得到的:
(A)先将100份硅藻土配制成悬浊液,接着向悬浊液中加入65~75份α-萘胺单体,经聚合反应,过滤洗涤,焙烧碳化,再分散于水中制成固含量30~40w.t.%的载体浆液;
(B)然后向pH=3.5~4.5的酸溶液中加入1~2份正硅酸乙酯、4~6份ZSM-5分子筛,搅拌水解,烘干并与0.3~0.5份硫脲混合研磨均匀,焙烧,得到复合粉,接着将该复合粉分散于水中,制成固含量为40~50w.t.%的分子筛浆液;
(C)再向步骤(A)所得载体浆液中加入0.03~0.04份粘结剂,超声波振荡5~10分钟,得到预混液;
(D)最后向预混液中加入步骤(B)所得分子筛浆液,超声波振荡20~30分钟,干燥,即得所述催化剂。
优选的,所述生物质选自稻壳、柏树叶、麻杆、棉籽壳、甘蔗渣、核桃壳或栗子壳中的任一种或几种。
优选的,预处理的具体方法为:将生物质浸泡于4~6倍重量的质量浓度20~30%氢氧化钠溶液中,300~450W微波处理5~8分钟,过滤取固体残余物。
优选的,热解反应的工艺条件为:无氧条件下,以120~140℃/分钟的升温速率升温至700~800℃,保温处理2~3分钟,得到热解气和残渣,前者继续进行催化裂解反应。
优选的,催化裂解反应的具体方法如下:热解反应后产生的热解气通入装有催化剂的反应器中,280~300℃催化裂解3~4小时,冷凝,即得所述的液体燃料。
优选的,步骤(A)中,聚合反应的具体方法是:先将硅藻土加入5~8倍重量的质量浓度20~30%盐酸溶液中,超声波分散均匀制成悬浊液;然后向悬浊液中加入α-萘胺单体,超声波振荡均匀,置于冰水浴中,边搅拌边缓慢滴加过硫酸铵的盐酸溶液,0~5℃反应8~10小时;其中,所述过硫酸铵的盐酸溶液的用量是α-萘胺单体重量的3~4倍,是将过硫酸铵溶解于7~9倍重量的质量浓度20~30%盐酸溶液中制备得到的。
优选的,步骤(A)中,焙烧碳化的工艺条件为:在氮气气氛下,800~1000℃焙烧5~8小时。
优选的,步骤(B)中,所述酸溶液选自盐酸、硫酸或硝酸溶液中的任一种。
优选的,步骤(B)中,搅拌水解的工艺条件为:38~40℃搅拌4~5小时。
优选的,步骤(B)中,烘干的工艺条件为:烘干温度为70~80℃,烘干时间8~10小时。
优选的,步骤(B)中,焙烧的工艺条件为:680~720℃焙烧100~130分钟。
优选的,步骤(C)中,粘结剂是以氢氧化铝、水玻璃和质量浓度80~85%浓磷酸为原料制备得到;具体制备方法如下:先将氢氧化铝用去离子水分散打浆,至固含量30~40w.t.%,再加入水玻璃,搅拌升温至100~110℃,加入浓磷酸,并保持反应1~2小时,即得所述粘结剂。
进一步优选的,氢氧化铝所含铝、水玻璃所含硅、浓磷酸所含磷的摩尔比为1.5~2:1:1。
优选的,步骤(D)中,干燥的具体过程是:先经喷雾干燥制成20~30目的球形颗粒,然后于100~105℃烘干处理5~6小时即可。
利用上述生产工艺得到的一种基于生物质的液体燃料。
本发明的有益效果在于:
本发明以生物质为原料,经预处理、热解反应和催化裂解反应,得到液体燃料,技术关键在于催化裂解反应时所使用的催化剂,该催化剂是利用硅藻土、α-萘胺单体制成的载体浆液与正硅酸乙酯、ZSM-5分子筛、硫脲等制成的分子筛浆液混合制备而得。借助于该催化剂的催化作用,实现了生物质的较高转化率,对生物质充分降解,所得液体燃料的热值高。
向含有硅藻土的悬浊液中加入α-萘胺后,经聚合反应,在硅藻土表面形成聚α萘胺,焙烧碳化,形成氮掺杂的多孔碳材料,孔隙丰富,比表面积大,有利于催化性能的提高。氮掺杂还具协同效应,有助于提高反应活性,这是因为氮原子具有额外的孤对电子,能增强电子传输特性,进而提高反应活性。
ZSM-5分子筛具有优异的催化活性,含有十元环,基本结构单元是由八个五元环组成的,晶体结构属于斜方晶系,具丰富孔隙。本发明将ASM-5分子筛与正硅酸乙酯、硫脲等复合,在制备过程中,正硅酸乙酯在酸性作用下水解,并且在水解过程中不断填充至ZSM-5分子筛的微观孔隙中,后续与硫脲混合研磨并焙烧复合,形成更多微小孔隙,增大比表面积,同时,引入硅、硫的掺杂,形成更多活性位点,协同提高催化活性。
生物质在热解反应之前先进行预处理,有利于在后续热解反应和催化裂解过程中的充分降解,提高生物质转化率,保证所得液体燃料的热值。
具体实施方式
下面将对本发明的优选实施例进行详细的描述。
为便于比较,实施例和对比例中的生物质均选用麻杆,但本发明的生物质并不限于麻杆。
实施例1:
一种基于生物质的液体燃料的生产工艺,以生物质(麻杆)为原料,经预处理、热解反应和催化裂解反应,得到液体燃料;以重量份计,在催化裂解反应时所使用的催化剂是通过以下方法制备得到的:
(A)先将100份硅藻土配制成悬浊液,接着向悬浊液中加入65份α-萘胺单体,经聚合反应,过滤洗涤,焙烧碳化,再分散于水中制成固含量40w.t.%的载体浆液;
(B)然后向pH=3.5的酸溶液中加入2份正硅酸乙酯、4份ZSM-5分子筛,搅拌水解,烘干并与0.5份硫脲混合研磨均匀,焙烧,得到复合粉,接着将该复合粉分散于水中,制成固含量为40w.t.%的分子筛浆液;
(C)再向步骤(A)所得载体浆液中加入0.04份粘结剂,超声波振荡5分钟,得到预混液;
(D)最后向预混液中加入步骤(B)所得分子筛浆液,超声波振荡30分钟,干燥,即得所述催化剂。
预处理的具体方法为:将生物质浸泡于4倍重量的质量浓度30%氢氧化钠溶液中,300W微波处理8分钟,过滤取固体残余物。
热解反应的工艺条件为:无氧条件下,以120℃/分钟的升温速率升温至800℃,保温处理2分钟,得到热解气和残渣,前者继续进行催化裂解反应。
催化裂解反应的具体方法如下:热解反应后产生的热解气通入装有催化剂的反应器中,300℃催化裂解3小时,冷凝,即得所述的液体燃料。
步骤(A)中,聚合反应的具体方法是:先将硅藻土加入8倍重量的质量浓度20%盐酸溶液中,超声波分散均匀制成悬浊液;然后向悬浊液中加入α-萘胺单体,超声波振荡均匀,置于冰水浴中,边搅拌边缓慢滴加过硫酸铵的盐酸溶液,5℃反应8小时;其中,所述过硫酸铵的盐酸溶液的用量是α-萘胺单体重量的4倍,是将过硫酸铵溶解于7倍重量的质量浓度30%盐酸溶液中制备得到的。
步骤(A)中,焙烧碳化的工艺条件为:在氮气气氛下,800℃焙烧8小时。
步骤(B)中,所述酸溶液为盐酸溶液。
步骤(B)中,搅拌水解的工艺条件为:38℃搅拌5小时。
步骤(B)中,烘干的工艺条件为:烘干温度为70℃,烘干时间10小时。
步骤(B)中,焙烧的工艺条件为:680℃焙烧130分钟。
步骤(C)中,粘结剂是以氢氧化铝、水玻璃和质量浓度80%浓磷酸为原料制备得到;具体制备方法如下:先将氢氧化铝用去离子水分散打浆,至固含量40w.t.%,再加入水玻璃,搅拌升温至100℃,加入浓磷酸,并保持反应2小时,即得所述粘结剂。
氢氧化铝所含铝、水玻璃所含硅、浓磷酸所含磷的摩尔比为1.5:1:1。
步骤(D)中,干燥的具体过程是:先经喷雾干燥制成30目的球形颗粒,然后于100℃烘干处理6小时即可。
实施例2:
一种基于生物质的液体燃料的生产工艺,以生物质(麻杆)为原料,经预处理、热解反应和催化裂解反应,得到液体燃料;以重量份计,在催化裂解反应时所使用的催化剂是通过以下方法制备得到的:
(A)先将100份硅藻土配制成悬浊液,接着向悬浊液中加入75份α-萘胺单体,经聚合反应,过滤洗涤,焙烧碳化,再分散于水中制成固含量30w.t.%的载体浆液;
(B)然后向pH=4.5的酸溶液中加入1份正硅酸乙酯、6份ZSM-5分子筛,搅拌水解,烘干并与0.3份硫脲混合研磨均匀,焙烧,得到复合粉,接着将该复合粉分散于水中,制成固含量为50w.t.%的分子筛浆液;
(C)再向步骤(A)所得载体浆液中加入0.03份粘结剂,超声波振荡10分钟,得到预混液;
(D)最后向预混液中加入步骤(B)所得分子筛浆液,超声波振荡20分钟,干燥,即得所述催化剂。
预处理的具体方法为:将生物质浸泡于6倍重量的质量浓度20%氢氧化钠溶液中,450W微波处理5分钟,过滤取固体残余物。
热解反应的工艺条件为:无氧条件下,以140℃/分钟的升温速率升温至700℃,保温处理3分钟,得到热解气和残渣,前者继续进行催化裂解反应。
催化裂解反应的具体方法如下:热解反应后产生的热解气通入装有催化剂的反应器中,280℃催化裂解4小时,冷凝,即得所述的液体燃料。
步骤(A)中,聚合反应的具体方法是:先将硅藻土加入5倍重量的质量浓度30%盐酸溶液中,超声波分散均匀制成悬浊液;然后向悬浊液中加入α-萘胺单体,超声波振荡均匀,置于冰水浴中,边搅拌边缓慢滴加过硫酸铵的盐酸溶液,0℃反应10小时;其中,所述过硫酸铵的盐酸溶液的用量是α-萘胺单体重量的3倍,是将过硫酸铵溶解于9倍重量的质量浓度20%盐酸溶液中制备得到的。
步骤(A)中,焙烧碳化的工艺条件为:在氮气气氛下,1000℃焙烧5小时。
步骤(B)中,所述酸溶液选自硫酸溶液。
步骤(B)中,搅拌水解的工艺条件为:40℃搅拌4小时。
步骤(B)中,烘干的工艺条件为:烘干温度为80℃,烘干时间8小时。
步骤(B)中,焙烧的工艺条件为:720℃焙烧100分钟。
步骤(C)中,粘结剂是以氢氧化铝、水玻璃和质量浓度85%浓磷酸为原料制备得到;具体制备方法如下:先将氢氧化铝用去离子水分散打浆,至固含量30w.t.%,再加入水玻璃,搅拌升温至110℃,加入浓磷酸,并保持反应1小时,即得所述粘结剂。
氢氧化铝所含铝、水玻璃所含硅、浓磷酸所含磷的摩尔比为2:1:1。
步骤(D)中,干燥的具体过程是:先经喷雾干燥制成20目的球形颗粒,然后于105℃烘干处理5小时即可。
实施例3:
一种基于生物质的液体燃料的生产工艺,以生物质(麻杆)为原料,经预处理、热解反应和催化裂解反应,得到液体燃料;以重量份计,在催化裂解反应时所使用的催化剂是通过以下方法制备得到的:
(A)先将100份硅藻土配制成悬浊液,接着向悬浊液中加入70份α-萘胺单体,经聚合反应,过滤洗涤,焙烧碳化,再分散于水中制成固含量35w.t.%的载体浆液;
(B)然后向pH=4的酸溶液中加入1.5份正硅酸乙酯、5份ZSM-5分子筛,搅拌水解,烘干并与0.4份硫脲混合研磨均匀,焙烧,得到复合粉,接着将该复合粉分散于水中,制成固含量为45w.t.%的分子筛浆液;
(C)再向步骤(A)所得载体浆液中加入0.035份粘结剂,超声波振荡8分钟,得到预混液;
(D)最后向预混液中加入步骤(B)所得分子筛浆液,超声波振荡25分钟,干燥,即得所述催化剂。
预处理的具体方法为:将生物质浸泡于5倍重量的质量浓度25%氢氧化钠溶液中,400W微波处理7分钟,过滤取固体残余物。
热解反应的工艺条件为:无氧条件下,以130℃/分钟的升温速率升温至750℃,保温处理2分钟,得到热解气和残渣,前者继续进行催化裂解反应。
催化裂解反应的具体方法如下:热解反应后产生的热解气通入装有催化剂的反应器中,290℃催化裂解3.5小时,冷凝,即得所述的液体燃料。
步骤(A)中,聚合反应的具体方法是:先将硅藻土加入6倍重量的质量浓度25%盐酸溶液中,超声波分散均匀制成悬浊液;然后向悬浊液中加入α-萘胺单体,超声波振荡均匀,置于冰水浴中,边搅拌边缓慢滴加过硫酸铵的盐酸溶液,2℃反应9小时;其中,所述过硫酸铵的盐酸溶液的用量是α-萘胺单体重量的3.5倍,是将过硫酸铵溶解于8倍重量的质量浓度25%盐酸溶液中制备得到的。
步骤(A)中,焙烧碳化的工艺条件为:在氮气气氛下,900℃焙烧7小时。
步骤(B)中,所述酸溶液选自硝酸溶液。
步骤(B)中,搅拌水解的工艺条件为:39℃搅拌4.5小时。
步骤(B)中,烘干的工艺条件为:烘干温度为75℃,烘干时间9小时。
步骤(B)中,焙烧的工艺条件为:700℃焙烧110分钟。
步骤(C)中,粘结剂是以氢氧化铝、水玻璃和质量浓度82%浓磷酸为原料制备得到;具体制备方法如下:先将氢氧化铝用去离子水分散打浆,至固含量35w.t.%,再加入水玻璃,搅拌升温至105℃,加入浓磷酸,并保持反应1.5小时,即得所述粘结剂。
氢氧化铝所含铝、水玻璃所含硅、浓磷酸所含磷的摩尔比为1.8:1:1。
步骤(D)中,干燥的具体过程是:先经喷雾干燥制成30目的球形颗粒,然后于103℃烘干处理5.5小时即可。
对比例1
一种基于生物质的液体燃料的生产工艺,以生物质(麻杆)为原料,经预处理、热解反应和催化裂解反应,得到液体燃料;以重量份计,在催化裂解反应时所使用的催化剂是通过以下方法制备得到的:
(A)先将100份硅藻土分散于水中制成固含量40w.t.%的载体浆液;
(B)然后向pH=3.5的酸溶液中加入2份正硅酸乙酯、4份ZSM-5分子筛,搅拌水解,烘干并与0.5份硫脲混合研磨均匀,焙烧,得到复合粉,接着将该复合粉分散于水中,制成固含量为40w.t.%的分子筛浆液;
(C)再向步骤(A)所得载体浆液中加入0.04份粘结剂,超声波振荡5分钟,得到预混液;
(D)最后向预混液中加入步骤(B)所得分子筛浆液,超声波振荡30分钟,干燥,即得所述催化剂。
预处理的具体方法为:将生物质浸泡于4倍重量的质量浓度30%氢氧化钠溶液中,300W微波处理8分钟,过滤取固体残余物。
热解反应的工艺条件为:无氧条件下,以120℃/分钟的升温速率升温至800℃,保温处理2分钟,得到热解气和残渣,前者继续进行催化裂解反应。
催化裂解反应的具体方法如下:热解反应后产生的热解气通入装有催化剂的反应器中,300℃催化裂解3小时,冷凝,即得所述的液体燃料。
步骤(B)中,所述酸溶液为盐酸溶液。
步骤(B)中,搅拌水解的工艺条件为:38℃搅拌5小时。
步骤(B)中,烘干的工艺条件为:烘干温度为70℃,烘干时间10小时。
步骤(B)中,焙烧的工艺条件为:680℃焙烧130分钟。
步骤(C)中,粘结剂是以氢氧化铝、水玻璃和质量浓度80%浓磷酸为原料制备得到;具体制备方法如下:先将氢氧化铝用去离子水分散打浆,至固含量40w.t.%,再加入水玻璃,搅拌升温至100℃,加入浓磷酸,并保持反应2小时,即得所述粘结剂。
氢氧化铝所含铝、水玻璃所含硅、浓磷酸所含磷的摩尔比为1.5:1:1。
步骤(D)中,干燥的具体过程是:先经喷雾干燥制成30目的球形颗粒,然后于100℃烘干处理6小时即可。
对比例2
一种基于生物质的液体燃料的生产工艺,以生物质(麻杆)为原料,经预处理、热解反应和催化裂解反应,得到液体燃料;以重量份计,在催化裂解反应时所使用的催化剂是通过以下方法制备得到的:
(A)先将100份硅藻土配制成悬浊液,接着向悬浊液中加入65份α-萘胺单体,经聚合反应,过滤洗涤,焙烧碳化,再分散于水中制成固含量40w.t.%的载体浆液;
(B)然后向pH=3.5的酸溶液中加入2份正硅酸乙酯、4份ZSM-5分子筛,搅拌水解,烘干,研磨均匀,焙烧,得到复合粉,接着将该复合粉分散于水中,制成固含量为40w.t.%的分子筛浆液;
(C)再向步骤(A)所得载体浆液中加入0.04份粘结剂,超声波振荡5分钟,得到预混液;
(D)最后向预混液中加入步骤(B)所得分子筛浆液,超声波振荡30分钟,干燥,即得所述催化剂。
预处理的具体方法为:将生物质浸泡于4倍重量的质量浓度30%氢氧化钠溶液中,300W微波处理8分钟,过滤取固体残余物。
热解反应的工艺条件为:无氧条件下,以120℃/分钟的升温速率升温至800℃,保温处理2分钟,得到热解气和残渣,前者继续进行催化裂解反应。
催化裂解反应的具体方法如下:热解反应后产生的热解气通入装有催化剂的反应器中,300℃催化裂解3小时,冷凝,即得所述的液体燃料。
步骤(A)中,聚合反应的具体方法是:先将硅藻土加入8倍重量的质量浓度20%盐酸溶液中,超声波分散均匀制成悬浊液;然后向悬浊液中加入α-萘胺单体,超声波振荡均匀,置于冰水浴中,边搅拌边缓慢滴加过硫酸铵的盐酸溶液,5℃反应8小时;其中,所述过硫酸铵的盐酸溶液的用量是α-萘胺单体重量的4倍,是将过硫酸铵溶解于7倍重量的质量浓度30%盐酸溶液中制备得到的。
步骤(A)中,焙烧碳化的工艺条件为:在氮气气氛下,800℃焙烧8小时。
步骤(B)中,所述酸溶液为盐酸溶液。
步骤(B)中,搅拌水解的工艺条件为:38℃搅拌5小时。
步骤(B)中,烘干的工艺条件为:烘干温度为70℃,烘干时间10小时。
步骤(B)中,焙烧的工艺条件为:680℃焙烧130分钟。
步骤(C)中,粘结剂是以氢氧化铝、水玻璃和质量浓度80%浓磷酸为原料制备得到;具体制备方法如下:先将氢氧化铝用去离子水分散打浆,至固含量40w.t.%,再加入水玻璃,搅拌升温至100℃,加入浓磷酸,并保持反应2小时,即得所述粘结剂。
氢氧化铝所含铝、水玻璃所含硅、浓磷酸所含磷的摩尔比为1.5:1:1。
步骤(D)中,干燥的具体过程是:先经喷雾干燥制成30目的球形颗粒,然后于100℃烘干处理6小时即可。
试验例
考察实施例1~3以及对比例1~2的制备方法的生物质转化率、以及所得生物质液体燃料的品质(热值、灰分),结果见表1。
生物质转化率的计算公式如下:
生物质转化率=【生物质原料总质量(干基)-反应后的固体残渣总质量(干基)】×100%/生物质原料总质量(干基);
其中的生物质原料总质量(干基)指的是去除水分之后的干的生物质原料的质量;反应后的固体残渣总质量(干基)是指去除液体部分后所残留的干的固体残渣的质量。
表1.结果考察
Figure BDA0002606779820000091
Figure BDA0002606779820000101
由表1可知,实施例1~3的生物质转化率高,所得液体燃料的热值高、灰分低,具有较好的燃烧品质,各项指标均明显优于对比例1和对比例2。
对比例1在步骤(A)中略去α-萘胺单体,对比例2在步骤(B)中略去硫脲,催化剂的催化活性明显变差,生物质转化率低,液体燃料的品质明显变差。这说明多孔隙化改性和适当掺杂均有利于催化活性的提高,进而促进生物质转化。
最后说明的是,以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述,但本领域技术人员应当理解,可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变,而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种基于生物质的液体燃料的生产工艺,以生物质为原料,经预处理、热解反应和催化裂解反应,得到液体燃料;其特征在于,以重量份计,在催化裂解反应时所使用的催化剂是通过以下方法制备得到的:
(A)先将100份硅藻土配制成悬浊液,接着向悬浊液中加入65~75份α-萘胺单体,经聚合反应,过滤洗涤,焙烧碳化,再分散于水中制成固含量30~40w.t.%的载体浆液;
(B)然后向pH=3.5~4.5的酸溶液中加入1~2份正硅酸乙酯、4~6份ZSM-5分子筛,搅拌水解,烘干并与0.3~0.5份硫脲混合研磨均匀,焙烧,得到复合粉,接着将该复合粉分散于水中,制成固含量为40~50w.t.%的分子筛浆液;
(C)再向步骤(A)所得载体浆液中加入0.03~0.04份粘结剂,超声波振荡5~10分钟,得到预混液;
(D)最后向预混液中加入步骤(B)所得分子筛浆液,超声波振荡20~30分钟,干燥,即得所述催化剂。
2.根据权利要求1所述的生产工艺,其特征在于,所述生物质选自稻壳、柏树叶、麻杆、棉籽壳、甘蔗渣、核桃壳或栗子壳中的任一种或几种。
3.根据权利要求1所述的生产工艺,其特征在于,预处理的具体方法为:将生物质浸泡于4~6倍重量的质量浓度20~30%氢氧化钠溶液中,300~450W微波处理5~8分钟,过滤取固体残余物。
4.根据权利要求1所述的生产工艺,其特征在于,热解反应的工艺条件为:无氧条件下,以120~140℃/分钟的升温速率升温至700~800℃,保温处理2~3分钟,得到热解气和残渣,前者继续进行催化裂解反应。
5.根据权利要求1所述的生产工艺,其特征在于,催化裂解反应的具体方法如下:热解反应后产生的热解气通入装有催化剂的反应器中,280~300℃催化裂解3~4小时,冷凝,即得所述的液体燃料。
6.根据权利要求1所述的生产工艺,其特征在于,步骤(A)中,聚合反应的具体方法是:先将硅藻土加入5~8倍重量的质量浓度20~30%盐酸溶液中,超声波分散均匀制成悬浊液;然后向悬浊液中加入α-萘胺单体,超声波振荡均匀,置于冰水浴中,边搅拌边缓慢滴加过硫酸铵的盐酸溶液,0~5℃反应8~10小时;其中,所述过硫酸铵的盐酸溶液的用量是α-萘胺单体重量的3~4倍,是将过硫酸铵溶解于7~9倍重量的质量浓度20~30%盐酸溶液中制备得到的。
7.根据权利要求1所述的生产工艺,其特征在于,步骤(A)中,焙烧碳化的工艺条件为:在氮气气氛下,800~1000℃焙烧5~8小时。
8.根据权利要求1所述的生产工艺,其特征在于,步骤(C)中,粘结剂是以氢氧化铝、水玻璃和质量浓度80~85%浓磷酸为原料制备得到;具体制备方法如下:先将氢氧化铝用去离子水分散打浆,至固含量30~40w.t.%,再加入水玻璃,搅拌升温至100~110℃,加入浓磷酸,并保持反应1~2小时,即得所述粘结剂。
9.根据权利要求1所述的生产工艺,其特征在于,步骤(D)中,干燥的具体过程是:先经喷雾干燥制成20~30目的球形颗粒,然后于100~105℃烘干处理5~6小时即可。
10.利用权利要求1~9中任一项所述生产工艺得到的一种基于生物质的液体燃料。
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