一种基于植被叶物制备生物质燃气的方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于植被叶物制备生物质燃气的方法。包括树叶、热水在第一催化剂作用下，进行水热液化处理，制得第一不凝性气体和第一液态混合物；第一液态混合物在第二催化剂作用下，进行裂解、气化处理，得到第二不凝性气体；进行净化、除杂，即得。本发明制备的生物质燃气收率高，以碳酸钠和稀土镧为水热液化处理的催化剂，使树叶物质液化为高沸点烃类液态物，降低了液化处理温度和液化处理压力，缩短了液化处理时间，提高了液化效率，通过采用对树叶进行裂解化合成生物质燃气，具有工艺简单，充分利用生物质材料，对树叶无需进行额外加工即可进行加工，降低生产成本。
【专利说明】
_种基于植被叶物制备生物质燃气的方法
技术领域
[0001]本发明属于生物质技术领域，特别是涉及一种基于植被叶物制备生物质燃气的方法。
【背景技术】
[0002]生物制备的子叶或叶片老化掉落后进行集中收集处理，特别是在山林，常年积累的树叶不被利用，而且容易发生森林大火。
[0003]生物质燃气是一种以生物质为原料，采用催化裂解气化技术和装置，生产出稳定、清洁、安全、经济的生物质燃气，其中主要含有氢气、一氧化碳、甲烷、乙烷等可燃性气体，是一种较天然气、煤气更清洁、热值更高的燃料气体，且能作为化工原料气体，进一步衍生很多化学品。
[0004]利用生物质制备生物质燃气或生物质燃气的研究较多，例如:申请号位200610017164.0的发明专利申请公开了一种利用生物质连续干馏制备燃气之工艺及装置，包括原料的准备及送料、原料的气化、燃气的净化及输送、除炭回收工艺;还包括完成该工艺所需装置:原料处理并送料系统、干馏炉燃气发生系统、燃气净化并输送贮存系统、除炭回收系统，该发明制备燃气主要是利用连续干馏的方法进行，生物质转化率低，燃气燃烧热值低;又如申请号为200710037007.0的发明专利申请公开了一种以生物质为原料气化制备燃气的方法和装置，所述方法包括如下步骤:(I)将生物质原料粗碎，送入低温热解炉，生物质在300?500°C、压力0.3?3.5MPa条件下热解反应生成热解主产物生物质半焦，然后研磨至粒径<300μπι;(2)将粒径<300μπι的生物质半焦、热解焦油、温度为400?500°C的气化剂通过设置在气化炉顶部的喷嘴的不同通道，进入气化炉，在100?1250°C下反应，获得洁净燃气，该方法的气化温度高(>1000°C)，生物质在高温下容易炭化，废渣多，降低了生物质燃气的转化率。又如申请号为201010268659.7(《一种利用植物枝干制备生物质燃气的方法》)中介绍了利用植物枝干制备生物质燃气的方法，包括对植物枝干依次进行水热液化处理、裂解气化处理。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种基于植被叶物制备生物质燃气的方法，通过，解决了现有的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的:
[0007]本发明为一种基于植被叶物制备生物质燃气的方法，包括如下步骤，
[0008]a树叶、热水在第一催化剂作用下，进行水热液化处理，制得第一不凝性气体和第一液态混合物；
[0009]b第一液态混合物在第二催化剂作用下，进行裂解、气化处理，得到第二不凝性气体；
[0010]c将第一、第二不凝性气体进行净化、除杂，即得，
[0011]其中，所述第一催化剂为碳酸钠与氧化镧的混合物;所述第二催化剂为碳酸钠、氧化镧、镍粉的混合物。
[0012]进一步地，所述步骤a中水热液化处理的温度为385-450°C，绝对压力为12_18MPa，处理时间为5-10min;液化处理后的产物减压后于相对压力为-0.53MPa，温度为180°C下进行蒸发，得到所述的第一不凝性气体和第一液化混合物。
[0013]进一步地，所述步骤b中裂解、气化处理的温度为600-700°C，绝对压力为26-28MPa，处理时间为10-15min;将裂解、气化处理后的产物于相对压力为-0.03MPa，温度为150°C下进行蒸发，得到所述的第二不凝性气体。
[0014]进一步地，所述步骤a中热水的温度在90_100°C，便于直接进行水热液化处理，通过热水初步进行对树叶进行废气的排出，提高水热液化处理的气体纯度，最大限度的排出杂质。
[0015]本发明具有以下有益效果:
[0016]本发明制备的生物质燃气收率高，以碳酸钠和稀土镧为水热液化处理的催化剂，使树叶物质液化为高沸点烃类液态物，降低了液化处理温度和液化处理压力，缩短了液化处理时间，提高了液化效率，通过采用对树叶进行裂解化合成生物质燃气，具有工艺简单，充分利用生物质材料，对树叶无需进行额外加工即可进行加工，降低生产成本。
[0017]当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
【附图说明】
[0018]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本发明的一种基于植被叶物制备生物质燃气的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0020]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0021]本发明为一种基于植被叶物制备生物质燃气的方法，包括。
[0022]原料准备:将树叶干燥后备用。
[0023]水热液化处理
[0024]将树叶与第一催化剂混合，接着加热水搅拌均匀，制得混合物料，其中，第一催化剂为碳酸钠与氧化镧的混合物；
[0025]将混合物料送入立式磨浆机制成浆状树叶浆料；
[0026]树叶通过高压柱塞栗送至管壳式预热器进行预热，得到预热浆料，其中，预热浆料的温度为230 °C ；
[0027]将预热浆料用高压柱塞栗送入液化反应器内，同时在液化反应器的底部通入气化剂氢气，促使液化反应快速进行，其中通入的氢气的温度为230°C，绝对压力为1MPa，随着液化反应的进行，液化反应器内温度逐渐升高；
[0028]待液化反应器内的温度至260°C之后，降低从液化反应器底部通入的氢气的温度为10-25°C，通过自动减压调节阀调节通入的氢气的量，调节液化反应器内的温度、压力，使液化反应器内的温度保持为385°C，绝对压力为lOMPa，进行水热液化处理，得到液化混合物，其中水热液化处理的处理时间为5min;
[0029]将液化混合物经自动高压减压阀送入高压缓冲容器内，使液化混合物的相对压力降低至0.2MPa，温度降低至200-210°C，然后送入第一闪蒸箱内，闪蒸箱内的相对压力为-
0.03MPa、温度为180°C，液化混合物在闪蒸箱内蒸发，形成第一气态混合物和第一液态混合物，其中:
[0030]第一气态混合物从闪蒸箱的顶部排出后进入冷凝器，在冷凝器的作用下，气态混合物中的不凝性气体从冷凝器顶部排出，形成第一不凝性气体，进入合成气管路;第一气态混合物中的水蒸汽和气体形态的高沸点小分子有机物冷凝后从冷凝器底部排出、回收，进行循环使用；
[0031 ]第一液态混合物从闪蒸箱中部排出；
[0032]闪蒸箱底部为固体灰份和碳酸钠-氧化镧催化剂，经过分离，催化剂可重复使用，灰份可制做农肥。
[0033]裂解、气化处理
[0034]将第一液态混合物与第二催化剂送入混合罐内，混合均匀，然后用高压柱塞栗将与第二催化剂混合均匀的第一液态混合物送入导热油加热器，加热至330°C，其中，第二催化剂为碳酸钠、氧化镧、镍粉的混合物；
[0035]将加热后的第一液态混合物送入高压反应罐内，同时在高压反应罐的底部通入气化剂氢气，促使裂解、气化反应快速进行，其中通入的氢气的温度为330°C，绝对压力为1MPa，随着液化反应的进行，高压反应罐内温度逐渐升高；
[0036]待高压反应罐内的温度至600°C之后，降低从液化反应器底部通入的氢气的温度为10-25°C，调节通入的氢气的量，调节液化反应器内的温度、压力，使高压反应罐内的温度保持为6000C，绝对压力为26MPa，进行裂解、气化处理，得到裂解气化混合物，其中裂解气化处理的处理时间为1min;
[0037]将裂解气化混合物经自动高压减压阀送入高压缓冲容器内，使气化混合物的绝对压力降至0.2MPa，温度降低至240-250°C，然后送入第二闪蒸箱，进行气液固分离，闪蒸箱内的相对压力为-0.03MPa、温度为150°C，裂解气化混合物在闪蒸箱内蒸发，形成第二气态混合物和第二液态混合物，其中:
[0038]第二气态混合物从闪蒸箱的顶部排出后进入冷凝器，在冷凝器的作用下，第二气态混合物中的不凝性气体从冷凝器顶部排出，形成第二不凝性气体;第二气态混合物中的水蒸汽和气体形态的高沸点有机物冷凝后的冷凝物从冷凝器底部排出、回收，进行循环使用；
[0039]第二液态混合物和第二催化剂从闪蒸箱底部排出，经分离后继续送入高压反应罐进行裂解气化处理，第二催化剂循环使用。
[0040]净化处理
[0041]从冷凝器顶部排出的第二不凝性气体和第一不凝性气体混合后，进入水洗净化塔，从净化塔顶部喷淋自来水，进行水洗除杂，同时使不凝性气体的温度降低至30°C以下，气体中夹带的固体灰份及油类被水洗涤后，形成洗涤液而与气体分离，洗涤液进行油水分离，分离得到的油类物质送入气化反应器内进行气化处理；
[0042]经过净化塔水洗涤后的不凝性气体进入不锈钢丝网填料洗涤塔，从塔顶喷淋洗涤水，进一步净化，除去气体中夹带细小尘粒及油滴；
[0043]经过填料洗涤塔净化后的不凝性气体进入脱水塔，进行冷凝、吸附，不凝性气体中含有的水分形成冷凝水，与不凝性气体分离，得到生物质燃气，其中，脱水塔内气体的温度为 28°C。
[0044]制得的生物质燃气按照国标GB/T10410-2008(人工煤气和液化石油气常量组分气相色谱分析法)标准或方法进行检测。
[0045]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料过着特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0046]以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的【具体实施方式】。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
【主权项】
1.一种基于植被叶物制备生物质燃气的方法，其特征在于:包括如下步骤， a树叶、热水在第一催化剂作用下，进行水热液化处理，制得第一不凝性气体和第一液态混合物； b第一液态混合物在第二催化剂作用下，进行裂解、气化处理，得到第二不凝性气体； c将第一、第二不凝性气体进行净化、除杂，即得， 其中，所述第一催化剂为碳酸钠与氧化镧的混合物；所述第二催化剂为碳酸钠、氧化镧、镍粉的混合物。2.根据权利要求1所述的一种基于植被叶物制备生物质燃气的方法，其特征在于，所述步骤a中水热液化处理的温度为385-450°C，绝对压力为12-18MPa，处理时间为5-10min;液化处理后的产物减压后于相对压力为-0.53MPa，温度为180°C下进行蒸发，得到所述的第一不凝性气体和第一液化混合物。3.根据权利要求1所述的一种基于植被叶物制备生物质燃气的方法，其特征在于，所述步骤b中裂解、气化处理的温度为600-7000C，绝对压力为26-28MPa，处理时间为10_15min;将裂解、气化处理后的产物于相对压力为-0.03MPa，温度为150°C下进行蒸发，得到所述的第二不凝性气体。4.根据权利要求1所述的一种基于植被叶物制备生物质燃气的方法，其特征在于，所述步骤a中热水的温度在90-100°C。
【文档编号】C10J3/00GK106047414SQ201610436102
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月16日
【发明人】方许
【申请人】安徽新生力生物科技有限公司