一種基于植被葉物制備生物質(zhì)燃?xì)獾姆椒?br>【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于植被葉物制備生物質(zhì)燃?xì)獾姆椒?。包括樹葉、熱水在第一催化劑作用下，進(jìn)行水熱液化處理，制得第一不凝性氣體和第一液態(tài)混合物；第一液態(tài)混合物在第二催化劑作用下，進(jìn)行裂解、氣化處理，得到第二不凝性氣體；進(jìn)行凈化、除雜，即得。本發(fā)明制備的生物質(zhì)燃?xì)馐章矢?，以碳酸鈉和稀土鑭為水熱液化處理的催化劑，使樹葉物質(zhì)液化為高沸點(diǎn)烴類液態(tài)物，降低了液化處理溫度和液化處理壓力，縮短了液化處理時間，提高了液化效率，通過采用對樹葉進(jìn)行裂解化合成生物質(zhì)燃?xì)?，具有工藝簡單，充分利用生物質(zhì)材料，對樹葉無需進(jìn)行額外加工即可進(jìn)行加工，降低生產(chǎn)成本。
【專利說明】
_種基于植被葉物制備生物質(zhì)燃?xì)獾姆椒?br>技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于生物質(zhì)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于植被葉物制備生物質(zhì)燃?xì)獾姆椒ā?br>【背景技術(shù)】
[0002]生物制備的子葉或葉片老化掉落后進(jìn)行集中收集處理，特別是在山林，常年積累的樹葉不被利用，而且容易發(fā)生森林大火。
[0003]生物質(zhì)燃?xì)馐且环N以生物質(zhì)為原料，采用催化裂解氣化技術(shù)和裝置，生產(chǎn)出穩(wěn)定、清潔、安全、經(jīng)濟(jì)的生物質(zhì)燃?xì)猓渲兄饕袣錃?、一氧化碳、甲烷、乙烷等可燃性氣體，是一種較天然氣、煤氣更清潔、熱值更高的燃料氣體，且能作為化工原料氣體，進(jìn)一步衍生很多化學(xué)品。
[0004]利用生物質(zhì)制備生物質(zhì)燃?xì)饣蛏镔|(zhì)燃?xì)獾难芯枯^多，例如:申請?zhí)栁?00610017164.0的發(fā)明專利申請公開了一種利用生物質(zhì)連續(xù)干餾制備燃?xì)庵に嚰把b置，包括原料的準(zhǔn)備及送料、原料的氣化、燃?xì)獾膬艋拜斔?、除炭回收工?還包括完成該工藝所需裝置:原料處理并送料系統(tǒng)、干餾爐燃?xì)獍l(fā)生系統(tǒng)、燃?xì)鈨艋⑤斔唾A存系統(tǒng)、除炭回收系統(tǒng)，該發(fā)明制備燃?xì)庵饕抢眠B續(xù)干餾的方法進(jìn)行，生物質(zhì)轉(zhuǎn)化率低，燃?xì)馊紵裏嶂档?又如申請?zhí)枮?00710037007.0的發(fā)明專利申請公開了一種以生物質(zhì)為原料氣化制備燃?xì)獾姆椒ê脱b置，所述方法包括如下步驟:(I)將生物質(zhì)原料粗碎，送入低溫?zé)峤鉅t，生物質(zhì)在300?500°C、壓力0.3?3.5MPa條件下熱解反應(yīng)生成熱解主產(chǎn)物生物質(zhì)半焦，然后研磨至粒徑<300μπι;(2)將粒徑<300μπι的生物質(zhì)半焦、熱解焦油、溫度為400?500°C的氣化劑通過設(shè)置在氣化爐頂部的噴嘴的不同通道，進(jìn)入氣化爐，在100?1250°C下反應(yīng)，獲得潔凈燃?xì)?，該方法的氣化溫度?>1000°C)，生物質(zhì)在高溫下容易炭化，廢渣多，降低了生物質(zhì)燃?xì)獾霓D(zhuǎn)化率。又如申請?zhí)枮?01010268659.7(《一種利用植物枝干制備生物質(zhì)燃?xì)獾姆椒ā?中介紹了利用植物枝干制備生物質(zhì)燃?xì)獾姆椒?，包括對植物枝干依次進(jìn)行水熱液化處理、裂解氣化處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種基于植被葉物制備生物質(zhì)燃?xì)獾姆椒?，通過，解決了現(xiàn)有的問題。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0007]本發(fā)明為一種基于植被葉物制備生物質(zhì)燃?xì)獾姆椒?，包括如下步驟，
[0008]a樹葉、熱水在第一催化劑作用下，進(jìn)行水熱液化處理，制得第一不凝性氣體和第一液態(tài)混合物；
[0009]b第一液態(tài)混合物在第二催化劑作用下，進(jìn)行裂解、氣化處理，得到第二不凝性氣體；
[0010]c將第一、第二不凝性氣體進(jìn)行凈化、除雜，即得，
[0011]其中，所述第一催化劑為碳酸鈉與氧化鑭的混合物;所述第二催化劑為碳酸鈉、氧化鑭、鎳粉的混合物。
[0012]進(jìn)一步地，所述步驟a中水熱液化處理的溫度為385-450°C，絕對壓力為12_18MPa，處理時間為5-10min;液化處理后的產(chǎn)物減壓后于相對壓力為-0.53MPa，溫度為180°C下進(jìn)行蒸發(fā)，得到所述的第一不凝性氣體和第一液化混合物。
[0013]進(jìn)一步地，所述步驟b中裂解、氣化處理的溫度為600-700°C，絕對壓力為26-28MPa，處理時間為10-15min;將裂解、氣化處理后的產(chǎn)物于相對壓力為-0.03MPa，溫度為150°C下進(jìn)行蒸發(fā)，得到所述的第二不凝性氣體。
[0014]進(jìn)一步地，所述步驟a中熱水的溫度在90_100°C，便于直接進(jìn)行水熱液化處理，通過熱水初步進(jìn)行對樹葉進(jìn)行廢氣的排出，提高水熱液化處理的氣體純度，最大限度的排出雜質(zhì)。
[0015]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0016]本發(fā)明制備的生物質(zhì)燃?xì)馐章矢?，以碳酸鈉和稀土鑭為水熱液化處理的催化劑，使樹葉物質(zhì)液化為高沸點(diǎn)烴類液態(tài)物，降低了液化處理溫度和液化處理壓力，縮短了液化處理時間，提高了液化效率，通過采用對樹葉進(jìn)行裂解化合成生物質(zhì)燃?xì)?，具有工藝簡單，充分利用生物質(zhì)材料，對樹葉無需進(jìn)行額外加工即可進(jìn)行加工，降低生產(chǎn)成本。
[0017]當(dāng)然，實施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1為本發(fā)明的一種基于植被葉物制備生物質(zhì)燃?xì)獾姆椒ǖ牧鞒虉D。
【具體實施方式】
[0020]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0021]本發(fā)明為一種基于植被葉物制備生物質(zhì)燃?xì)獾姆椒?，包括?br>[0022]原料準(zhǔn)備:將樹葉干燥后備用。
[0023]水熱液化處理
[0024]將樹葉與第一催化劑混合，接著加熱水?dāng)嚢杈鶆?，制得混合物料，其中，第一催化劑為碳酸鈉與氧化鑭的混合物；
[0025]將混合物料送入立式磨漿機(jī)制成漿狀樹葉漿料；
[0026]樹葉通過高壓柱塞栗送至管殼式預(yù)熱器進(jìn)行預(yù)熱，得到預(yù)熱漿料，其中，預(yù)熱漿料的溫度為230 °C ；
[0027]將預(yù)熱漿料用高壓柱塞栗送入液化反應(yīng)器內(nèi)，同時在液化反應(yīng)器的底部通入氣化劑氫氣，促使液化反應(yīng)快速進(jìn)行，其中通入的氫氣的溫度為230°C，絕對壓力為1MPa，隨著液化反應(yīng)的進(jìn)行，液化反應(yīng)器內(nèi)溫度逐漸升高；
[0028]待液化反應(yīng)器內(nèi)的溫度至260°C之后，降低從液化反應(yīng)器底部通入的氫氣的溫度為10-25°C，通過自動減壓調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)通入的氫氣的量，調(diào)節(jié)液化反應(yīng)器內(nèi)的溫度、壓力，使液化反應(yīng)器內(nèi)的溫度保持為385°C，絕對壓力為lOMPa，進(jìn)行水熱液化處理，得到液化混合物，其中水熱液化處理的處理時間為5min;
[0029]將液化混合物經(jīng)自動高壓減壓閥送入高壓緩沖容器內(nèi)，使液化混合物的相對壓力降低至0.2MPa，溫度降低至200-210°C，然后送入第一閃蒸箱內(nèi)，閃蒸箱內(nèi)的相對壓力為-
0.03MPa、溫度為180°C，液化混合物在閃蒸箱內(nèi)蒸發(fā)，形成第一氣態(tài)混合物和第一液態(tài)混合物，其中:
[0030]第一氣態(tài)混合物從閃蒸箱的頂部排出后進(jìn)入冷凝器，在冷凝器的作用下，氣態(tài)混合物中的不凝性氣體從冷凝器頂部排出，形成第一不凝性氣體，進(jìn)入合成氣管路;第一氣態(tài)混合物中的水蒸汽和氣體形態(tài)的高沸點(diǎn)小分子有機(jī)物冷凝后從冷凝器底部排出、回收，進(jìn)行循環(huán)使用；
[0031 ]第一液態(tài)混合物從閃蒸箱中部排出；
[0032]閃蒸箱底部為固體灰份和碳酸鈉-氧化鑭催化劑，經(jīng)過分離，催化劑可重復(fù)使用，灰份可制做農(nóng)肥。
[0033]裂解、氣化處理
[0034]將第一液態(tài)混合物與第二催化劑送入混合罐內(nèi)，混合均勻，然后用高壓柱塞栗將與第二催化劑混合均勻的第一液態(tài)混合物送入導(dǎo)熱油加熱器，加熱至330°C，其中，第二催化劑為碳酸鈉、氧化鑭、鎳粉的混合物；
[0035]將加熱后的第一液態(tài)混合物送入高壓反應(yīng)罐內(nèi)，同時在高壓反應(yīng)罐的底部通入氣化劑氫氣，促使裂解、氣化反應(yīng)快速進(jìn)行，其中通入的氫氣的溫度為330°C，絕對壓力為1MPa，隨著液化反應(yīng)的進(jìn)行，高壓反應(yīng)罐內(nèi)溫度逐漸升高；
[0036]待高壓反應(yīng)罐內(nèi)的溫度至600°C之后，降低從液化反應(yīng)器底部通入的氫氣的溫度為10-25°C，調(diào)節(jié)通入的氫氣的量，調(diào)節(jié)液化反應(yīng)器內(nèi)的溫度、壓力，使高壓反應(yīng)罐內(nèi)的溫度保持為6000C，絕對壓力為26MPa，進(jìn)行裂解、氣化處理，得到裂解氣化混合物，其中裂解氣化處理的處理時間為1min;
[0037]將裂解氣化混合物經(jīng)自動高壓減壓閥送入高壓緩沖容器內(nèi)，使氣化混合物的絕對壓力降至0.2MPa，溫度降低至240-250°C，然后送入第二閃蒸箱，進(jìn)行氣液固分離，閃蒸箱內(nèi)的相對壓力為-0.03MPa、溫度為150°C，裂解氣化混合物在閃蒸箱內(nèi)蒸發(fā)，形成第二氣態(tài)混合物和第二液態(tài)混合物，其中:
[0038]第二氣態(tài)混合物從閃蒸箱的頂部排出后進(jìn)入冷凝器，在冷凝器的作用下，第二氣態(tài)混合物中的不凝性氣體從冷凝器頂部排出，形成第二不凝性氣體;第二氣態(tài)混合物中的水蒸汽和氣體形態(tài)的高沸點(diǎn)有機(jī)物冷凝后的冷凝物從冷凝器底部排出、回收，進(jìn)行循環(huán)使用；
[0039]第二液態(tài)混合物和第二催化劑從閃蒸箱底部排出，經(jīng)分離后繼續(xù)送入高壓反應(yīng)罐進(jìn)行裂解氣化處理，第二催化劑循環(huán)使用。
[0040]凈化處理
[0041]從冷凝器頂部排出的第二不凝性氣體和第一不凝性氣體混合后，進(jìn)入水洗凈化塔，從凈化塔頂部噴淋自來水，進(jìn)行水洗除雜，同時使不凝性氣體的溫度降低至30°C以下，氣體中夾帶的固體灰份及油類被水洗滌后，形成洗滌液而與氣體分離，洗滌液進(jìn)行油水分離，分離得到的油類物質(zhì)送入氣化反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行氣化處理；
[0042]經(jīng)過凈化塔水洗滌后的不凝性氣體進(jìn)入不銹鋼絲網(wǎng)填料洗滌塔，從塔頂噴淋洗滌水，進(jìn)一步凈化，除去氣體中夾帶細(xì)小塵粒及油滴；
[0043]經(jīng)過填料洗滌塔凈化后的不凝性氣體進(jìn)入脫水塔，進(jìn)行冷凝、吸附，不凝性氣體中含有的水分形成冷凝水，與不凝性氣體分離，得到生物質(zhì)燃?xì)?，其中，脫水塔?nèi)氣體的溫度為 28°C。
[0044]制得的生物質(zhì)燃?xì)獍凑諊鴺?biāo)GB/T10410-2008(人工煤氣和液化石油氣常量組分氣相色譜分析法)標(biāo)準(zhǔn)或方法進(jìn)行檢測。
[0045]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“示例”、“具體示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料過著特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0046]以上公開的本發(fā)明優(yōu)選實施例只是用于幫助闡述本發(fā)明。優(yōu)選實施例并沒有詳盡敘述所有的細(xì)節(jié)，也不限制該發(fā)明僅為所述的【具體實施方式】。顯然，根據(jù)本說明書的內(nèi)容，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實際應(yīng)用，從而使所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員能很好地理解和利用本發(fā)明。本發(fā)明僅受權(quán)利要求書及其全部范圍和等效物的限制。
【主權(quán)項】
1.一種基于植被葉物制備生物質(zhì)燃?xì)獾姆椒?，其特征在?包括如下步驟， a樹葉、熱水在第一催化劑作用下，進(jìn)行水熱液化處理，制得第一不凝性氣體和第一液態(tài)混合物； b第一液態(tài)混合物在第二催化劑作用下，進(jìn)行裂解、氣化處理，得到第二不凝性氣體； c將第一、第二不凝性氣體進(jìn)行凈化、除雜，即得， 其中，所述第一催化劑為碳酸鈉與氧化鑭的混合物；所述第二催化劑為碳酸鈉、氧化鑭、鎳粉的混合物。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于植被葉物制備生物質(zhì)燃?xì)獾姆椒?，其特征在于，所述步驟a中水熱液化處理的溫度為385-450°C，絕對壓力為12-18MPa，處理時間為5-10min;液化處理后的產(chǎn)物減壓后于相對壓力為-0.53MPa，溫度為180°C下進(jìn)行蒸發(fā)，得到所述的第一不凝性氣體和第一液化混合物。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于植被葉物制備生物質(zhì)燃?xì)獾姆椒?，其特征在于，所述步驟b中裂解、氣化處理的溫度為600-7000C，絕對壓力為26-28MPa，處理時間為10_15min;將裂解、氣化處理后的產(chǎn)物于相對壓力為-0.03MPa，溫度為150°C下進(jìn)行蒸發(fā)，得到所述的第二不凝性氣體。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于植被葉物制備生物質(zhì)燃?xì)獾姆椒ǎ涮卣髟谟?，所述步驟a中熱水的溫度在90-100°C。
【文檔編號】C10J3/00GK106047414SQ201610436102
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月16日
【發(fā)明人】方許
【申請人】安徽新生力生物科技有限公司