专利名称：生物质催化液化制造生物燃料方法
技术领域：
本发明涉及一种将生物质通过液化反应转化为生物油的方法，是一种将可再生能源制造与生物质固体废物处理相结合的技术。
背景技术：
生物质是可再生的绿色资源。生物质，特别是废弃生物质的利用不仅可以提供新的清洁能源而且可以解决环境污染问题，因此，国内外在生物质利用方面的研究十分活跃，正在进行多种生物质转化技术的开发。研究较多的国家为美国、加拿大、德国、芬兰、荷兰、日本等发达国家，这些国家的许多大学、研究机构和国际著名的大公司如杜邦(DuPont)、壳牌(Shell)等均从事该方面的研究，主要进行生物转化和热化学转化两种方法的研究。到目前为止，多数研究尚处于实验室阶段，工业化的技术较少。
本发明采用液化法将生物质转化为生物燃料，与之相关的专利有两个。其一为1987年授权的美国专利(专利名称Process for producing hydrocarbon-containing liquids from biomass；专利号4,670,613)，专利权所有单位为壳牌公司。其开发了在纯水中各种生物质液化的技术，包括液化操作条件、原料预处理及产品分离等。其二为日本Agency of Industrial Science andTechnology申请，并于1990年授权的生物质液化专利(专利名称Process for liquefyingcellulose-containing biomass；专利号4,935,567)。该专利提出了在有机溶剂+催化剂条件下各种生物质的液化操作参数、原料预处理及产品分离技术。
已存在的专利中，壳牌公司的专利利用纯水进行生物质液化，产品转化率低，制造的液体燃料含氧量高、热值较低，而日本的专利采用有机溶剂作为生物质液化介质，将消耗大量的有机溶剂，不仅浪费资源，同时增加了操作难度及对环境的污染，基本上不具备工业生产的价值。鉴于以上两个专利均有不足之处，本技术发明提出采用水作为生物质液化介质，既节省资源又环境友好，同时采用适量的催化剂来提高转化率与生物燃料的热值，使所制造的生物燃料含氧量低，性质稳定，具有与常规的原油相近的热值。因此，本发明在资源利用、环境保护、能源节约方面具有巨大的优越性。
发明内容
本发明涉及将生物质液化为生物燃料的方法，发明内容包括原料预处理、液化设备与工艺参数及产品分离等，具体内容如下1、原料预处理原料研磨至小于120目，与水混合后形成原料浆液。
2、液化设备与工艺参数本发明采用带搅拌的高压釜进行生物质液化。生物质原料浆液与催化剂同时加入高压釜，釜中水与干原料的比例范围为20∶1至3∶1；原料加入后进行加热和搅拌。升温速度为2-10度/分，搅拌转数为100-1000转/分；催化剂系K2CO3，KOH等盐和碱，其与干生物质比为100∶1至10∶1；液化温度为260-400度，反应时间为1-60分。
3、产品收集与处理反应釜降至室温时将其打开，汽相经冷凝器回收其中的有机化学品，可通过进一步分离得到纯的化学品。液相中的水相经分离后，通过在70-90度的蒸发器中挥发除去水分，得到水容性有机物产品。所得到水用于循环使用。液相中分离出的固体相经丙酮萃取后，残渣可直接作为燃烧使用，而丙酮萃取相可通过挥发掉丙酮得到生物油。
具体实施例方式
1、杉木的液化将8克干燥的杉木屑(粒子直径小于70目)与100毫升水及0.8克K2CO3混合后加入高压釜，升温一小时达到340度后恒温反应10分钟，搅拌转速为500转/分。经分离得到生物油，其热值为29.3MJ/kg，与化石原油相当。该液化过程的生物油产率为32.2％。
2、花生壳的液化将10克干燥的花生壳(粒子直径小于70目)与100毫升水及0.25克K2CO3混合后加入高压釜，升温一小时达到340度后恒温反应10分钟，搅拌转速为500转/分。反应结束后经分离得到生物油，其热值为32.4MJ/kg，与化石原油相当。该液化过程的生物油产率为26.3％。
权利要求
1.本发明是一种将生物质在水中催化液化为高能量密度生物燃料的方法，其特征在于首先将生物质研磨至小于120目，与水混合形成生物质浆液后与催化剂同时加入高压反应釜；水与干原料的比例范围为20∶1至3∶1；反应釜带有磁力搅拌装置，搅拌转数为100-1000转/分；生物质浆液加入反应釜后进行加热，升温速度为2-10度/分，液化反应温度为260-400度；达到规定的反应温度后进行恒温反应1-60分；反应结束后对产品进行分离处理得到生物燃料；催化剂为K2CO3或KOH。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于水与干生物质的最佳比例范围为10∶1至于7∶1，最佳升温速度为4-7度/分，最佳搅拌转数为400-700转/分；催化剂与干生物质的最佳比例为50∶1至30∶1，最佳反应温度为310-360度；最佳反应时间为7-20分。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于生物质系各种木材、农作物秸杆及废弃生物质。
全文摘要
本发明是一种将生物质在水中催化液化为高能量密度生物燃料的方法。该方法将粒径小于120目的生物质与水混合形成生物质浆液后，与催化剂同时加入高压反应釜。水与干原料的比例范围为20∶1至3∶1；反应釜带有磁力搅拌装置，搅拌转数为100－1000转/分；生物质浆液加入反应釜后进行加热，升温速度为2－10度/分，液化反应温度为260－400度；达到规定的反应温度后进行恒温反应1－60分。反应结束后对产品进行分离处理得到生物燃料。催化剂为K
文档编号C10G1/00GK1952043SQ20051010917
公开日2007年4月25日 申请日期2005年10月20日 优先权日2005年10月20日
发明者仲崇立, 于树峰 申请人:北京化工大学