一种生物质能源的新型转化方法
【专利摘要】本发明公开了一种生物质能源的新型转化方法，包括以下步骤：（1）原料选择；（2）工序准备；（3）酯交换反应；（4）滤除废料。通过上述方式，本发明生物质能源的新型转化方法具有原料适应范围宽、低污染、低碳、燃烧率高、稳定性好、安全性高、避免了高成本的一次能源使用、提高了能量利用经济性等优点，在生物质能源的新型转化方法的普及上有着广泛的市场前景。
【专利说明】一种生物质能源的新型转化方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及能源领域，特别是涉及一种生物质能源的新型转化方法。
【背景技术】
[0002]能源是现代社会赖以生存和发展的基础，能源的供给能力密切关系着国民经济的可持续性发展，是国家战略安全保障的基础之一。中国目前能源供给形势严峻，环境质量包褓沉重。由于化石能源储量日益减少、油价波动较大、对能源安全问题的担忧以及对全球变暖的关注，发展清洁可再生能源已成为紧迫的课题，新能源行业呈现高成长性。根据广泛论证的可再生能源的产业背景及发展概况，以生物质能为代表的生物质气化发电、生物质氢能、生物质绿色液体燃料将成为未来重要的替代能源。生物质能属于清洁能源，中国的生物质再生能源的资源非常丰富，生物质再生能源大规模普及应用，有助于改善生态环境和co2减排。
[0003]全球每年通过光合作用储藏在生物圈的生物质能约为2.3ZJ(相当于固定了 60Gt的碳)，生物质能未来的发展潜力巨大。目前亚洲、非洲的大多数发展中国家，生物质能的消费量占全国能源消费总量的40%以上。有关专家估计，生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的组成部分，到下世纪中叶，采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40%以上。随着世界能源结构呈现多元化发展趋势。预计到2025年生物质能将会增加35?95EJ，在世界能源中将占有重要的地位。
[0004]据预测到2050年，生物质将为世界提供五分之一的电力和五分之二直接使用的燃料。采用先进技术来利用生物质能资源，部分地代替石油、煤炭等矿物能源，以减轻人类所面临的能源和环境两大压力，己成为世界各国的共识。
[0005]相对地，利用生物质能源成为了可再生能源的新兴方向。
【发明内容】
[0006]本发明主要解决的技术问题是提供一种生物质能源的新型转化方法，通过使用对生物质原料进行液化并转换为生物质柴油，可替代现有的柴油的燃烧，从而实现了一种原料适应性强的可连续、稳定的生物质能源的新型转化方法，提高了能源利用经济性和环保性，在生物质能源的新型转化方法的普及上有着广泛的市场前景。
[0007]为解决上述技术问题，本发明提供一种生物质能源的新型转化方法，包括以下步骤:
(1)原料选择:选择农业资源、家禽粪便、有机废水和有机固体废料作为生物质燃料的原料，所述农业资源包括大豆、油菜籽、芝麻、花生、向日葵、棉籽、大麻、亚麻、蓖麻、苏子、黄连木、油棕，所述有机废水包括制糖废水、动物油脂、废餐饮油；
(2)工序准备:将原料打碎为液体或者粒径小于2mm的固体，加热使其蒸发，然后将气态物质冷凝收集汇合为液体；
(3)酯交换反应:向液化的原料中加入醇和催化剂，充分搅拌混合，进行酯交换反应，其中催化剂包括碱性催化剂、酸性催化剂和生物酶催化剂；
(4)反应完成后滤除废料，获得生物质柴油。
[0008]在本发明一个较佳实施例中，步骤(3)中的所述醇为甲醇或者乙醇。
[0009]在本发明一个较佳实施例中，步骤(3)中的所述碱性催化剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠。
[0010]在本发明一个较佳实施例中，步骤(3)中的所述酸性催化剂包括浓硫酸、磺酸或者浓硫酸与磺酸的混合物。
[0011]在本发明一个较佳实施例中，所述酸性催化剂的反应温度高于600°C。
[0012]本发明的有益效果是:本发明生物质能源的新型转化方法具有原料适应范围宽、低污染、低碳、燃烧率高、稳定性好、安全性高、避免了高成本的一次能源使用、提高了能量利用经济性等优点，在生物质能源的新型转化方法的普及上有着广泛的市场前景。
【具体实施方式】
[0013]下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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做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。
[0014]一种生物质能源的新型转化方法，包括以下步骤:
(O原料选择:选择农业资源、家禽粪便、有机废水和有机固体废料作为生物质燃料的原料，所述农业资源包括大豆、油菜籽、芝麻、花生、向日葵、棉籽、大麻、亚麻、蓖麻、苏子、黄连木、油棕，所述有机废水包括制糖废水、动物油脂、废餐饮油，将其集中起来作为新能源利用，既符合绿色新能源的理念，又极大地、有效地解决了农民秸杆无法处理的问题，对环境保护具有里程碑的意义；
(2)工序准备:将原料打碎为液体或者粒径小于2mm的固体，加热使其蒸发，然后将气态物质冷凝收集汇合为液体，大大增加了分子的表面接触面积，有利于提高反应的速率和充分性；
(3)酯交换反应:向液化的原料中加入醇和催化剂，充分搅拌混合，进行酯交换反应，其中催化剂包括碱性催化剂、酸性催化剂和生物酶催化剂；
(4)反应完成后滤除废料，获得生物质柴油。
[0015]优选地，步骤(3)中的所述醇为甲醇或者乙醇，其中甲醇为主要使用的醇类，来源广、成本低、反应迅速。
[0016]优选地，步骤(3 )中的所述碱性催化剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠。
[0017]优选地，步骤(3)中的所述酸性催化剂包括浓硫酸、磺酸或者浓硫酸与磺酸的混合物。
[0018]优选地，所述酸性催化剂的反应温度高于600°C，酸性催化剂的反应条件较高、反应速率较慢，因此优选采用碱性催化剂或者生物酶催化剂。
[0019]本发明生物质能源的新型转化方法的有益效果是:
一、本发明的方法采用生物质资源为原料，原料适应范围宽、低污染、低碳、燃烧率高、稳定性好、安全性高、避免了高成本的一次能源使用、提高了能量利用经济性； 二、通过对生物质原料进行液化并转换为生物质柴油，可替代现有的柴油的燃烧，从而实现了一种原料适应性强的可连续、稳定的生物质能源的新型转化方法，提高了能源利用经济性和环保性；
三、相对于一般的生物质热解反应方法，这里的生物质能源的新型转化方法先液化再进行酯交换反应，有利于提高反应的速率和充分性。
[0020]以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的【技术领域】，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种生物质能源的新型转化方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)原料选择:选择农业资源、家禽粪便、有机废水和有机固体废料作为生物质燃料的原料，所述农业资源包括大豆、油菜籽、芝麻、花生、向日葵、棉籽、大麻、亚麻、蓖麻、苏子、黄连木、油棕，所述有机废水包括制糖废水、动物油脂、废餐饮油； (2)工序准备:将原料打碎为液体或者粒径小于2mm的固体，加热使其蒸发，然后将气态物质冷凝收集汇合为液体； (3)酯交换反应:向液化的原料中加入醇和催化剂，充分搅拌混合，进行酯交换反应，其中催化剂包括碱性催化剂、酸性催化剂和生物酶催化剂； (4)反应完成后滤除废料，获得生物质柴油。
2.根据权利要求1所述的生物质能源的新型转化方法，其特征在于，步骤(3)中的所述醇为甲醇或者乙醇。
3.根据权利要求1所述的生物质能源的新型转化方法，其特征在于，步骤(3)中的所述碱性催化剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠。
4.根据权利要求1所述的生物质能源的新型转化方法，其特征在于，步骤(3)中的所述酸性催化剂包括浓硫酸、磺酸或者浓硫酸与磺酸的混合物。
5.根据权利要求4所述的生物质能源的新型转化方法，其特征在于，所述酸性催化剂的反应温度高于600°C。
【文档编号】C10L1/02GK104263423SQ201410548599
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月17日 优先权日:2014年10月17日
【发明者】王玉南 申请人:苏州新协力环保科技有限公司