一种使生物质转化为原油的改性剂及生产方法和应用工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及新能源技术领域，尤其是涉及一种将生物质废弃物改性生产原油的技术领域。
【背景技术】
[0002]石油资源作为严重稀缺和带有巨大效用的一种自然资源，是现代社会和人类未来不可缺少的矿产资源，但其作为不可再生资源被大量开采。随着石油资源的不断枯竭及全球范围内对能源需求的不断增加，发展可替代能源已成为必然趋势。目前世界各国都在积极研发各种可替代能源，但大多都因生产条件苛刻、成本太高且可燃液体得率低，只能在实验室生产，不具备大量生产的能力，就目前而言还没有一种技术可在全世界范围内普及。目前全世界范围内研究最热的生物柴油，因其良好的可再生性及燃烧性能而广受关注，但生物柴油的生产可能会导致农产品价格的不断上涨和起伏波动，影响未来经济的稳定发展。除此之外，生物柴油生产过程中所需的化学试剂及蒸馏成本高昂且出油率低，不具备投入市场的能力。而同时在近年来，随着经济的高速发展，人民生活及科技水平都在不断提高，相对应的生物质废弃物总量也呈上升趋势，其对生态环境的危害及生物质能源浪费问题也日益突出。从环境和新能源领域角度讲，在对生物质废弃物(如废水处理后的压滤污泥、动物粪便、食品加工废渣及其它农业和生活固态生物质等)处置的同时，如何对其加以利用也是一项亟待解决的问题。
【发明内容】
[0003]针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种简单有效的对生物质废弃物进行改性，用以生产原油的新方法。该方法主要是通过一种改性剂进行。其具体的技术方案为:一种使生物质转化原油的改性剂，其特征在于该改性剂是由含脂高的植物种子经破碎提出的有效成分与碳酸镁、有机营养源、酵母菌群按7.4:3:57.6:1的比例组成。
[0004]为了能够更好的实施本发明，其方案还可以进一步的具体细化为:
其中所述的有机营养源是指蛋白质、脂肪、腐殖酸和乳酸钙按8:3.1:29.5:17组合的混合物。
[0005]其中所述的含脂高的植物种子经破碎提出的有效成分指的是脂转换酶。
[0006]该改性剂的生产方法为:将含脂高的植物种子经破碎提出的有效成分与碳酸镁、有机营养源、纯净水、酵母菌群按7.4:3:57.6:10:1的比例混合，经微氧复合反应后脱水干燥，粉碎成的粉状物质。
[0007]使生物质转化原油的改性剂的应用工艺为，将活化后的改性剂均匀喷施于含水率50%-60%的生物质废弃物表面，缺氧条件下废弃物自身产热，在开始改性的前72-96小时内每隔8小时进行机械翻垛，挥发出水分、SO2和NH3气体，并经石灰石吸收转化为无机肥料；之后随着自身产热温度升高，废弃物开始进行脂转换，部分碳水化合物转化为碳氢化合物和脂类，10-60天完成改性过程。
[0008]该改性剂可将生物质的纤维、半纤维、蛋白、糖类和淀粉改性转换成原油，即可改性污水处理后的压滤污泥、动物粪便、食品加工废渣及农业和生活固态生物质等生物质废弃物生产原油；在改性过程中可将生物质废弃物中的氮和硫转化为NH3和SO2，并经石灰水吸收后做无机肥料。
[0009]本发明的优点在于:1、本发明的改性剂可在短短数十天内将生物质有效的转化成原油，为原油的产生提供了一个新的解决途径，缓解了原油枯竭带来的资源紧张问题；2、本发明的改性剂是将生物质的纤维、半纤维、蛋白、糖类和淀粉改性转换成原油，即可将生物质废弃物改性用于生产原油，如此便可在生产原油的同时解决了生物质废弃物对环境造成的污染。
【具体实施方式】
[0010]改性剂的生产:该改性剂是由含脂高的植物种子经破碎提出的有效成分与碳酸镁、有机营养源、纯净水、酵母经微氧复合反应后脱水干燥，粉碎成的粉状物质。其中的有机营养源是指蛋白质、脂肪、腐殖酸和乳酸钙按8:3.1:29.5:17组合的混合物；含脂高的植物种子(如花生、大豆、芝麻等植物种子)经破碎提出的有效成分指的是脂转换酶。具体的生产方法为:将含脂高的植物种子经破碎提出的有效成分与碳酸镁、有机营养源、纯净水、酵母菌群按7.4:3:57.6:10:1的比例混合，经微氧复合反应后脱水干燥，粉碎成的粉状物质。
[0011]—种利用改性剂处理生物质废弃物生产原油的方法，其具体应用工艺的步骤是:
A、建生物质废弃物改性沟和石灰水收集池:构建生物质废弃物改性沟，主要用于样品的翻垛、改性，改性沟规格根据待改性样品量及生产规模确定。构建石灰水收集池的目的在于吸收改性过程中释放出的SO2和NH3气体。
[0012]B、在改性沟中进行样品改性:在改性沟建成后，向其中添加待改性样品(保证含水率50%-60%)并保持均匀平铺状态。将一定量的改性剂溶于水活化24小时后喷施于待改性样品表面，边喷施边搅拌。改性剂喷施搅拌均匀后将样品堆在一起开始改性过程。
[0013]C、改性过程中样品的翻垛:在缺氧条件下生物质废弃物自身产热，经机械翻垛(每次间隔8小时)后挥发出水分、SO2和NH3气体，并经引风机收集于石灰水收集池中生成硫酸钙、硫酸铵等无机肥料，该过程约需72-96小时。之后随着产热温度升高，样品开始进行脂转换，该过程约需10-60天。
[0014]D、样品改性结束后进行蒸馏:改性结束后将改性样品进行蒸馏，在无需任何催化裂化剂的条件下进行低温常压蒸馏即可获得10%_40% (占蒸馏样品干重)的可燃液体(原油)。将原油进行提纯后可直接用于车用燃料燃烧，剩余的灰分外运做建材使用。
[0015]上述四个步骤相互之间的关系作进一步详细描述:
步骤A:建生物质废弃物改性沟，目的在于容纳一定容量的生物质废弃物并采用本发明的方法对其进行翻垛、改性。生物质废弃物改性沟适合建成长方形，以便于翻垛设备的运行。
[0016]步骤B:保证改性样品含水率在50%_60%，目的是促进改性剂充分发挥功效，为酵母菌群产热提供理想环境。将改性剂溶于水活化24小时后，用一定量的水稀释搅匀并以喷雾形式均匀喷施于平铺的待改性样品表面，边喷施边搅拌。为保证改良效果，可采取少量多次喷施方法。对于密实度较高的样品而言，在喷施改性剂前需添加一些诸如稻壳、刨花等孔隙较大的材料，以保证后续改性过程中的微氧环境。待样品与改性剂充分混合后，在缺氧条件下样品自身产热脱水。
[0017]步骤C:前期每间隔8小时进行翻垛，目的是将水分及产生的SO2和NH3气体挥发，其中SO2和NH3气体经引风机引至石灰水收集池生成硫酸钙、硫酸铵做无机肥料，以确保后续工艺无二次污染及最终馏得油品的质量。当改性样品水分低于60%后其自身产热温度升高(温度在40°C -60°C)，废弃物中的部分碳水化合物转化为碳氢化合物和脂类，根据生物质中有机物含量和化学成分的不同，该过程所需时间为10-60天。
[0018]步骤D:改性过程结束后(水分< 20%)，可在250-350°C、常压及无催化裂化剂的条件下进行蒸馏，提出油品。根据有机物含量及成分的不同可最终转换10%-40%的可燃液体(原油)。将原油提纯后可直接应用于机械车辆燃料燃烧。
【主权项】
1.一种使生物质转化原油的改性剂，其特征在于该改性剂是由含脂高的植物种子经破碎提出的有效成分与碳酸镁、有机营养源、酵母菌群按7.4:3:57.6:1的比例组成。2.根据权利要求1所述的使生物质转化为原油的改性剂，其特征在于所述的有机营养源是指蛋白质、脂肪、腐殖酸和乳酸钙按8:3.1:29.5:17组合的混合物。3.根据权利要求1所述的使生物质转化为原油的改性剂，其特征在于所述的含脂高的植物种子经破碎提出的有效成分指的是脂转换酶。4.一种权利要求1所述的使生物质转化原油的改性剂，其特征在于该改性剂可将生物质的纤维、半纤维、蛋白质、糖类和淀粉改性转换成油脂。5.一种权利要求1所述的使生物质转化原油的改性剂，其特征在于该改性剂可将污水处理后的压滤污泥、动物粪便、食品加工废渣及农业和生活固态生物质等生物质废弃物生产原油。6.一种权利要求1所述的使生物质转化为原油的改性剂，其特征在于在改性过程中可将生物质中的氮和硫转化为NH3和S02。7.—种权利要求1所述的使生物质转化原油的改性剂的生产方法，其特征在于:将含脂高的植物种子经破碎提出的有效成分与碳酸镁、有机营养源、纯净水、酵母菌群按7.4:3:57.6:10:1的比例混合，经微氧复合反应后脱水干燥，粉碎成的粉状物质。8.—种权利要求1所述的使生物质转化原油的改性剂的应用工艺为，其特征在于:将活化后的改性剂均匀喷施于含水率50%-60%的生物质表面，缺氧条件下废弃物自身产热，在开始改性的前72-96小时内每隔8小时进行机械翻垛，挥发出水分、SO2和NH3气体，并经石灰石吸收转化为无机肥料；之后随着自身产热温度升高，生物质开始进行脂转换，部分碳水化合物转化为碳氢化合物和脂类，10-60天完成改性过程。
【专利摘要】本发明公开了一种使生物质转化为原油的改性剂及其生产方法和应用工艺，涉及新能源技术领域，尤其是涉及一种将生物质废弃物改性生产原油的技术领域。其具体的技术方案为：一种使生物质转化原油的改性剂，其特征在于该改性剂是由含脂高的植物种子经破碎提出的有效成分与碳酸镁、有机营养源、酵母菌群按7.4:3:57.6:1的比例组成。本发明可以将废弃的生物质资源有效利用，并产生具有更高价值的原油。
【IPC分类】C10G1/00
【公开号】CN105001894
【申请号】CN201410155819
【发明人】徐明好
【申请人】栖霞市海怡污水处理材料厂
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2014年4月18日