一种用于提升燃油或煤炭品质的组合物的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种用于提升燃油或煤炭品质的组合物，该组合物用于燃油或者煤炭，可以促进燃油或煤炭富氧条件完全燃烧，提高其燃烧效率；同时显著减少NOX、SOX等排放，减缓雾霾问题。
【专利说明】
一种用于提升燃油或煤炭品质的组合物
技术领域
[0001]本发明属于化石能源技术领域，具体涉及一种用于提升燃油或煤炭品质的组合物，尤其是酶组合物以及固定化酶的组合物。
【背景技术】
[0002]煤炭、石油等属于化石能源，化石能源是目前全球消费的最主要能源。2014年我国煤炭和石油消费量分别为35.1亿吨和5.1亿吨，我国是化石能源消费大国。煤炭和石油的大量消费为我国经济社会发展作出重要贡献的同时，也导致了雾霾等严重的环境问题，我国已有超六成城市受到雾霾污染。雾霾首先危害到的是人体健康，容易引起急性鼻炎和急性支气管炎等病症。雾霾还影响交通出行、农业生产、人们工作学习等活动、外国来华投资、我国与周边国家友好关系及我国国际形象等。因此，雾霾治理已经势在必行。
[0003]煤炭和燃油燃烧过程中产生的氮氧化物、硫氧化物及燃烧不彻底而形成的产物是导致雾霾的主要物质。近年来，随着汽车工业和经济迅猛发展，汽车使用量和煤炭消费量急剧增加，氮氧化物、硫氧化物及燃烧不彻底而形成的产物排放量不断增加，加重了雾霾问题。
[0004]为解决上述煤炭、燃油燃烧过程中存在的诸多问题，通常对现有煤炭、燃油品质进行提升，以减少氮氧化物、硫氧化物等排放。在煤炭品质提升方面，对煤炭组成结构改造很困难，目前通过加入添加剂以增加参与煤炭燃烧过程气体中的氧气含量来提升煤炭品质，达到提高火焰温度、加快燃烧速度、促进燃烧完全、减少燃烧后排气量、增加热量利用率等效果。
[0005]燃油品质提升方面，过去常采用加氢精制或进一步精炼燃油降低燃油中硫、氮等有害成分含量，但以上工艺生产成本高；目前常采用外加一种或多种多效复合添加剂，以此来改善燃油性能。燃油添加剂具有生产成本较低廉、可大规模应用、使用方便等优势，目前受到广泛关注。生物酶是无毒、环境友好的生物催化剂，近年来随着生物工程的发展，生物酶得到广泛应用。生物酶具有催化效率高、催化专一性强、反应条件温和、生物降解、酶种类多、可调节性等特点，而被用于燃油和煤炭品质。鉴于生物酶种类繁多及性质各异，不同生物酶提升燃油和煤炭品质能力不同。此外，生物酶在恶劣的催化环境下，酶活稳定性较差，本发明通过固定化生物酶，提高生物酶在恶劣的催化环境下酶活稳定性。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题在于如何降低燃油或者煤炭在燃烧过程中的污染问题。
[0007]为了解决本发明的技术问题，本发明提供的技术方案为:在油品或者煤炭加工过程添加固定化生物酶组合物，提升其品质，减少燃油和煤炭使用过程中氮氧化物、硫氧化物等排放，提高化石能源使用效率，降低燃烧过程的污染。
[0008]具体的，本发明的技术方案为: 一种用于提升燃油或煤炭品质的组合物，其中，重量按份数计，其由如下组分组成:
固氮酶，12.2?36.5份;
二苯并噻吩单加氧酶，5.5?17.1份；
二苯并噻吩砜单加氧酶，6.1?16.4份；
2 ’ -羟基联苯基一磺酸盐脱硫酶，5.7-16.9份；
酪氨酸酶7.0?13.3份；
苯胺-4羟化酶，8.6?19.8份；
漆酶，6.2?13.7份；
过氧化物酶，10.0?25.5份；
改性娃藻土 80.CK165.4份；
磷酸盐缓冲液，120.0-240.0份。
[0009]本发明所述的组合物，其中，所述改性硅藻土由以下方法制得:硅藻土经400度煅烧，冷却至室温，加入2 mo I/L NaOH中常压下85度搅拌反应I小时，用超纯水清洗5次，自然干燥。
[0010]本发明所述的组合物，其中，所述固氮酶为12.2份、20.5份或36.5份。
[0011 ]本发明所述的组合物，其中，所述二苯并噻吩单加氧酶为5.5份、11.2份或17.1份。
[0012]本发明所述的组合物，其中，所述二苯并噻吩砜单加氧酶为6.1份、9.9份或16.4份。
[0013]本发明所述的组合物，其中，所述2羟基联苯基一磺酸盐脱硫酶为5.7份、9.6份或16.9份。
[0014]本发明所述的组合物，其中，所述酪氨酸酶为7.0份、10.5份或13.3份。
[0015]本发明所述的组合物，其中，所述苯胺-4羟化酶为8.6份、19.8份或12.5份。
[0016]本发明所述的组合物，其中，所述漆酶为6.2份、9.9份或13.7份。
[0017]本发明所述的组合物，其中，所述过氧化物酶为10.0份、25.5份或17.3份。
[0018]本发明所述的组合物，其中，所述改性硅藻土为80.0份、122.1份或165.4份。
[0019]—种制备用于提升燃油或煤炭品质的组合物的方法，采用如下步骤，将上述组合物加入到搅拌式容器中，常压下，55度，以100转/分钟在搅拌器上中反应I小时，静置2小时后，抽滤，超纯水清洗固定化载体5次，使载体颗粒分散均匀，冷冻干燥。
[0020]本发明的有益效果在于:
(I)以硅藻土为载体固定生物酶，通过对硅藻土载体改性，提高生物酶固定化效率。生物酶经固定后，提高生物酶活稳定性，保障生物酶在煤炭和燃油这种恶劣催化环境中的催化效率。
[0021](2)本发明中的生物酶可用于煤炭和燃油。本发明一种用于提升燃油或煤炭品质的组合物，生物酶对燃油机、燃煤锅炉等设备不会产生任何影响，生物酶适用任何类型燃油机、燃煤锅炉等设备，过程操作简单，反应条件温和，环境友好，可规模化，是一种满足工业化需求、实用性很强的新方法。
[0022](3)本发明的技术原理可能在于，通过固氮酶作用，使空气中的氮气(N2)分子缔结聚合成大的分子团，从而使氧气(O2)分子游离出来，实现富氧燃烧，加快燃烧速度，促进燃烧完全，同时相对增加氧气(O2)与燃料分子接触的几率，提高燃料的燃烧值，清除结焦，减少排风热损，节约能源;降低S0x、N0x等热效应有害气体和烟雾的排放量，减缓雾霾现象。通过固氮作用所形成的富氧效应，还可有效抑制厌氧性的硫酸盐还原菌和甲烷产生菌生长繁殖，硫酸盐还原菌会将煤炭中稳定的硫酸盐还原成硫。在遇到水的情况下形成硫酸化释放大量的热量，造成煤堆“积热”，从而引发煤堆自燃。甲烷产生菌能够将煤炭转化成甲烷而逸散到大气中，从而造成煤炭热卡值的损失。通过二苯并噻吩单加氧酶、二苯并噻吩砜单加氧酶、2 ’ -羟基联苯基一磺酸盐脱硫酶、酪氨酸酶、苯胺-4羟化酶、漆酶、过氧化物酶催化转化含硫、氮有机物，实现对煤炭和燃油有机物中硫、氮部分的固定，降低S0x、N0x等热效应有害气体的排放量，减缓雾霾现象。
【具体实施方式】
[0023]本发明将通过以下实施例作进一步说明。
[0024]本发明所述的生物酶:固氮酶、二苯并噻吩单加氧酶、二苯并噻吩砜单加氧酶、2’-羟基联苯基一磺酸盐脱硫酶、酪氨酸酶、苯胺-4羟化酶、漆酶、过氧化物酶、硅藻土购买自西格玛奥德里奇中国有限公司。
[0025]所述硅藻土通过以下步骤改性:硅藻土经400度煅烧，冷却至室温，后加入2 mol/LNaOH中常压下85度磁力搅拌器上反应，搅拌转速100转/分钟，反应I小时，结束后超纯水清洗5次，冷冻干燥。
[0026]实施例1
12.2份固氮酶、5.5份二苯并噻吩单加氧酶、6.1份二苯并噻吩砜单加氧酶、5.7份2 ’ -羟基联苯基一磺酸盐脱硫酶、7.0份酪氨酸酶、8.6份苯胺-4羟化酶、6.2份漆酶、10.0份过氧化物酶、改性硅藻土为80.0份、pH7.0磷酸盐缓冲液120.0，加入到烧杯中，常压下55度磁力搅拌器上反应，搅拌转速100转/分钟，反应I小时，静置2小时后，抽滤，超纯水清洗固定化载体5次，使载体颗粒分散均匀，冷冻干燥。
[0027]将上述产物按照1%。(质量比)比例加入到汽油中进行燃烧测试，检测尾气，NOx是3.8%, CO 是 0.2%, SOx 是 0.9%,燃烧效率 96%。
[0028]实施例2
20.5份固氮酶、11.2份二苯并噻吩单加氧酶、9.9份二苯并噻吩砜单加氧酶、9.6份2 ’ -羟基联苯基一磺酸盐脱硫酶、10.5份酪氨酸酶、19.8份苯胺-4羟化酶、9.9份漆酶、25.5份过氧化物酶、改性硅藻土为122.1份、pH7.0磷酸盐缓冲液180.0，加入到烧杯中，常压下55度磁力搅拌器上反应，搅拌转速100转/分钟，反应I小时，静置2小时后，抽滤，超纯水清洗固定化载体5次，使载体颗粒分散均匀，冷冻干燥。
[0029]将上述产物按照1%。(质量比)比例加入到汽油中进行燃烧测试，检测尾气，NOx是3.9%, CO 是 0.4%, SOx 是0.7 %，燃烧效率 98%。
[0030]实施例3
36.5份固氮酶、17.1份二苯并噻吩单加氧酶、16.4份二苯并噻吩砜单加氧酶、16.9份2 ’ -羟基联苯基一磺酸盐脱硫酶、13.3份酪氨酸酶、12.5份苯胺-4羟化酶、13.7份漆酶、17.3份过氧化物酶、改性硅藻土为165.4份、pH7.0磷酸盐缓冲液240.0，加入到烧杯中，常压下55度磁力搅拌器上反应，搅拌转速100转/分钟，反应I小时，静置2小时后，抽滤，超纯水清洗固定化载体5次，使载体颗粒分散均匀，冷冻干燥。
[0031]将上述产物按照1%。(质量比)比例加入到汽油中进行燃烧测试，检测尾气，NOx是3.2%, CO 是 0.2%, SOx 是 0.5%,燃烧效率 99%。
[0032]实施例4
12.2份固氮酶、5.5份二苯并噻吩单加氧酶、6.1份二苯并噻吩砜单加氧酶、5.7份2，-羟基联苯基一磺酸盐脱硫酶、7.0份酪氨酸酶、8.6份苯胺-4羟化酶、6.2份漆酶、10.0份过氧化物酶、改性硅藻土为80.0份、pH7.0磷酸盐缓冲液120.0，加入到烧杯中，常压下55度磁力搅拌器上反应，搅拌转速100转/分钟，反应I小时，静置2小时后，抽滤，超纯水清洗固定化载体5次，使载体颗粒分散均匀，冷冻干燥。
[0033]将上述产物按照5%。(质量比)比例加入到烟煤中进行燃烧测试，检测尾气，NOx是2.1%, CO 是 0.3%,SOx 是3.6 %，燃烧效率 95%。
[0034]实施例5
20.5份固氮酶、11.2份二苯并噻吩单加氧酶、9.9份二苯并噻吩砜单加氧酶、9.6份2 ’ -羟基联苯基一磺酸盐脱硫酶、10.5份酪氨酸酶、19.8份苯胺-4羟化酶、9.9份漆酶、25.5份过氧化物酶、改性硅藻土为122.1份、pH7.0磷酸盐缓冲液180.0，加入到烧杯中，常压下55度磁力搅拌器上反应，搅拌转速100转/分钟，反应I小时，静置2小时后，抽滤，超纯水清洗固定化载体5次，使载体颗粒分散均匀，冷冻干燥。
[0035]将上述产物按照5%。(质量比)比例加入到烟煤中进行燃烧测试，检测尾气，NOx是1.9%, CO 是 0.3%, SOx 是 3.7%,燃烧效率 96%。
[0036]实施例6
36.5份固氮酶、17.1份二苯并噻吩单加氧酶、16.4份二苯并噻吩砜单加氧酶、16.9份2 ’ -羟基联苯基一磺酸盐脱硫酶、13.3份酪氨酸酶、12.5份苯胺-4羟化酶、13.7份漆酶、17.3份过氧化物酶、改性硅藻土为165.4份、pH7.0磷酸盐缓冲液240.0，加入到烧杯中，常压下55度磁力搅拌器上反应，搅拌转速100转/分钟，反应I小时，静置2小时后，抽滤，超纯水清洗固定化载体5次，使载体颗粒分散均匀，冷冻干燥。
[0037]将上述产物按照5%。(质量比)比例加入到烟煤中进行燃烧测试，检测尾气，NOx是1.8%, CO 是 0.2%, SOx 是 3.5%,燃烧效率 98%。
[0038]对比例I
将汽油直接进行燃烧测试，检测尾气，NOx是7.7%,⑶是1.3 %，SOx是2.5%,燃烧效率
92%。
[0039]对比例2
将烟煤直接进行燃烧测试，检测尾气，NOx是4.6%, CO是1.9%, SOx是9.1% ,燃烧效率
88%。
【主权项】
1.一种用于提升燃油或煤炭品质的组合物，其特征在于，重量按份数计，其由如下组分组成: 固氮酶，12.2?36.5份; 二苯并噻吩单加氧酶，5.5?17.1份； 二苯并噻吩砜单加氧酶，6.1?16.4份； 2 ’ -羟基联苯基一磺酸盐脱硫酶，5.7-16.9份； 酪氨酸酶7.0?13.3份； 苯胺-4羟化酶，8.6?19.8份； 漆酶，6.2?13.7份； 过氧化物酶，10.0?25.5份； 改性娃藻土 80.CK165.4份； 磷酸盐缓冲液，120.0-240.0份。2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述改性硅藻土由以下方法制得:硅藻土经400度煅烧，冷却至室温，加入2 mo I/L NaOH中常压下85度搅拌反应I小时，用超纯水清洗5次，自然干燥。3.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述固氮酶为12.2份、20.5份或36.5份。4.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述二苯并噻吩单加氧酶为5.5份、11.2份或17.1份。5.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述二苯并噻吩砜单加氧酶为6.1份、9.9份或16.4份。6.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述2’-羟基联苯基一磺酸盐脱硫酶为5.7份、9.6份或16.9份。7.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述酪氨酸酶为7.0份、10.5份或13.3份。8.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述苯胺-4羟化酶为8.6份、19.8份或12.5份。9.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述漆酶为6.2份、9.9份或13.7份。10.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述过氧化物酶为10.0份、25.5份或17.3 份。11.根据权利要求1所述的组合物，所述改性硅藻土为80.0份、122.1份或165.4份。12.—种制备用于提升燃油或煤炭品质的组合物的方法，其特征在于，采用如下步骤，将上述组合物加入到搅拌式容器中，常压下，55度，以100转/分钟在搅拌器上中反应I小时，静置2小时后，抽滤，超纯水清洗固定化载体5次，使载体颗粒分散均匀，冷冻干燥。
【文档编号】C12N11/14GK105886493SQ201610211953
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月7日
【发明人】张志平
【申请人】南京北盛荣能源科技有限公司