專利名稱：一種農(nóng)業(yè)剩余物制備生物液態(tài)能源的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用農(nóng)業(yè)剩余物制備生物液態(tài)能源的方法。
技術(shù)背景能源和糧食是人類賴以生存的基本物質(zhì)保障。目前，世界范圍內(nèi)的 能源消耗主要是以煤炭、石油和天然氣為主的常規(guī)不可再生性能源，導(dǎo) 致能源危機和生態(tài)危機日益凸現(xiàn)。原油進口已成為我國能源安全的重大 隱患，并逐漸成為制約我國經(jīng)濟迅速發(fā)展的瓶頸，因而，開發(fā)可再生的、 清潔的生物能源具有重要的戰(zhàn)略意義。生物能源是指通過植物光合作 用，把太陽能變成有機物而儲藏的能量，包括各種植物、人畜糞便及有 機廢物轉(zhuǎn)化成的能源，如薪柴、沼氣、生物柴油、燃料乙醇、農(nóng)作物秸 稈、城鄉(xiāng)有機垃圾、工農(nóng)業(yè)廢水等。因此，發(fā)展生物能源將不但對我國而且對人類生態(tài)環(huán)境都作出巨大的貢獻。生物能源的現(xiàn)存量約為18000 億t，其中90%是植物資源，但目前僅秸稈和植物油料能在工業(yè)化水平 上有效應(yīng)用于生產(chǎn)液態(tài)生物能源。因而，從秸稈(如稻草、麥稈等)中 盡快尋找和發(fā)展替代石油的新能源是當務(wù)之急，是中國能源戰(zhàn)略的迫切需要o中國是農(nóng)業(yè)大國，每年農(nóng)作物秸稈類剩余物(包括稻草、麥秸、高梁稈、玉米稈、麻稈、棉花稈、煙草等)達到10億多t，其中約70%為稻 草和麥秸，是一種巨大的可再生資源。隨著科技進步及農(nóng)民生活水平的 提高，稻草不再作為農(nóng)村的日用燃料。如何將稻草這一農(nóng)業(yè)上的資源優(yōu) 勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟優(yōu)勢，探索稻草綜合利用的有效途徑，己日益受到關(guān)注。 目前被利用的稻草僅占全國稻草資源的30%，其余大量稻草仍被棄置或 就地焚燒。稻草焚燒不僅造成環(huán)境污染，而且在機場、高速公路附近的 稻草焚燒己成為誘發(fā)交通事故、影響航運的主要因素。因此，要在全國 范圍內(nèi)解決農(nóng)作物稻草的綜合利用，其根本出路在于農(nóng)作物稻草的工業(yè) 化利用，其中稻草高品位資源化是工業(yè)化利用中最具市場發(fā)展?jié)摿彤a(chǎn) 業(yè)化前景的技術(shù)。發(fā)展稻草資源化產(chǎn)業(yè)不僅可提高稻草消耗率和利用 率、節(jié)約資源、保護生態(tài)環(huán)境，而且還可促進農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟的和諧發(fā) 展、擴大城鄉(xiāng)就業(yè)、增加農(nóng)民收入。但目前稻草資源化利用仍不盡人意， 突出表現(xiàn)在品質(zhì)差、成本高。經(jīng)過長達10多年的研究，發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)剩余物 抽提物定向熱解的方法。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種工藝簡單、易于操作、可控 性好、成本低的農(nóng)業(yè)剩余物制備生物液態(tài)能源的方法。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的農(nóng)業(yè)剩余物制備生物液態(tài)能 源的方法，制備步驟包括(1) 、利用溶劑從農(nóng)業(yè)剩余物中提取抽提物，然后在5-100'C溫度、 0-0.99MPa真空下蒸發(fā)、回收溶劑，得到農(nóng)業(yè)剩余物抽提物；(2) 、按照添加量為質(zhì)量百分比0 —5%將催化劑與農(nóng)業(yè)剩余物抽提 物均勻混合，然后放入熱裂解爐中，充入惰性氣體，然后迅速升溫200 一900。C，將熱裂汽冷卻至6(TC以下，得到粗油；(3) 、在20-80。C溫度、0.01-0. 99MPa真空下，蒸餾，餾出物冷卻 后得到生物液態(tài)能源。上述步驟1中所述的農(nóng)業(yè)剩余物系指各類農(nóng)業(yè)剩余物。上述步驟1中所述的溶劑是指乙酸乙酯、乙酸、乙醇、丙酮、苯、甲苯、乙醚、氫氧化鈉溶液其中一種或任意比例的混合物，，其各溶劑的純度》90%。上述步驟2中所述的惰性氣體是指氮氣、氦氣、二氧化碳其中一種 或任意比例的混合物。上述步驟2中所述的催化劑是指二氧化鈦、鈀的混合物，質(zhì)量混合 比為m鈀111二氧化釷=(O一IO) : (O.OOl一lO)。采用上述技術(shù)方案的農(nóng)業(yè)剩余物生物液態(tài)生物能源的制備方法，將 農(nóng)業(yè)剩余物次要成分定向轉(zhuǎn)化為液態(tài)能源成分，可用于替代汽油、柴油 等。不僅可以提高農(nóng)業(yè)剩余物的附加值，而且可以緩解我國液態(tài)能源的 不足，具有良好的社會效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。本發(fā)明工藝簡單、 易于操作、可控性好、成本低、易于產(chǎn)業(yè)化，具有十分廣泛的應(yīng)用前景。綜上所述，本發(fā)明是一種工藝簡單、易于操作、可控性好、成本低 的農(nóng)業(yè)剩余物制備生物液態(tài)能源的方法。
具體實施方式
通過下面給出的本發(fā)明的具體實施例可以進一步清楚地理解本發(fā) 明，但下述實施例并不是對本發(fā)明的限定。實施例1:農(nóng)業(yè)剩余物制備生物液態(tài)能源的方法，制備步驟包括(1) 、利用乙酸乙酯溶劑(純度》90%)從農(nóng)業(yè)剩余物中提取抽提物， 然后在5'C溫度、0. 99MPa真空下蒸發(fā)、回收溶劑，得到農(nóng)業(yè)剩余物抽 提物；(2) 、按照添加量為質(zhì)量百分比5%將二氧化鈦、鈀的混合物，質(zhì)量 混合比為mffl: 111二氧化駄=10 : IO催化劑與農(nóng)業(yè)剩余物抽提物均勻混合， 然后放入熱裂解爐中，充入氮氣惰性氣體，然后迅速升溫900°C，將熱 裂汽冷卻至6(TC以下，得到粗油；(3) 、在60。C溫度、0.99MPa真空下，蒸餾，餾出物冷卻后得到生 物液態(tài)能源。實施例2:農(nóng)業(yè)剩余物制備生物液態(tài)能源的方法，制備步驟包括(1) 、利用乙酸溶劑(純度》90%)從農(nóng)業(yè)剩余物中提取抽提物，然后在8(TC溫度、0.99MPa真空下蒸發(fā)、回收溶劑，得到農(nóng)業(yè)剩余物抽提 物；(2) 、按照添加量為質(zhì)量百分比3%將二氧化鈦、鈀的混合物，質(zhì)量 混合比為m把m 二氧化鐵=5 : 0.001催化劑與農(nóng)業(yè)剩余物抽提物均勻混 合，然后放入熱裂解爐中，充入氦氣惰性氣體，然后迅速升溫700°C， 將熱裂汽冷卻至6(TC以下，得到粗油；(3) 、在8CTC溫度、0.99MPa真空下，蒸餾，餾出物冷卻后得到生 物液態(tài)能源。實施例3:農(nóng)業(yè)剩余物制備生物液態(tài)能源的方法，制備步驟包括(1) 、利用乙醇溶劑(純度》90%)從農(nóng)業(yè)剩余物中提取抽提物，然 后在10(TC溫度、OMPa真空下蒸發(fā)、回收溶劑，得到農(nóng)業(yè)剩余物抽提物；(2) 、按照添加量為質(zhì)量百分比1%將二氧化鈦催化劑與農(nóng)業(yè)剩余物 抽提物均勻混合，然后放入熱裂解爐中，充入二氧化碳惰性氣體，然后 迅速升溫20(TC，將熱裂汽冷卻至6(TC以下，得到粗油；(3) 、在5(TC溫度、O.OlMPa真空下，蒸餾，餾出物冷卻后得到生 物液態(tài)能源。實施例4:農(nóng)業(yè)剩余物制備生物液態(tài)能源的方法，制備步驟包括(1) 、利用丙酮溶劑(純度》90%)從農(nóng)業(yè)剩余物中提取抽提物，然 后在50。C溫度、0.50MPa真空下蒸發(fā)、回收溶劑，得到農(nóng)業(yè)剩余物抽提 物；(2) 、農(nóng)業(yè)剩余物抽提物放入熱裂解爐中，充入氮氣、氦氣和二氧 化碳任意比例的混合物惰性氣體，然后迅速升溫500°C，將熱裂汽冷卻 至6CTC以下，.得到粗油；(3) 、在2(TC溫度、0.99MPa真空下，蒸餾，餾出物冷卻后得到生 物液態(tài)能源。實施例5:農(nóng)業(yè)剩余物制備生物液態(tài)能源的方法，制備步驟包括(1) 、利用苯和甲苯任意比例的混合物溶劑(純度》90%)從農(nóng)業(yè)剩 余物中提取抽提物，然后在l(TC溫度、0.99MPa真空下蒸發(fā)、回收溶劑， 得到農(nóng)業(yè)剩余物抽提物；(2) 、按照添加量為質(zhì)量百分比2%將二氧化鈦、鈀的混合物，質(zhì)量 混合比為m把m二氧化tt二8 : 0.01催化劑與農(nóng)業(yè)剩余物抽提物均勻混合， 然后放入熱裂解爐中，充入氮氣惰性氣體，然后迅速升溫80CTC，將熱 裂汽冷卻至60'C以下，得到粗油；(3) 、在40。C溫度、0. lOMPa真空下，蒸餾，餾出物冷卻后得到生物液態(tài)能源。 實施例6:農(nóng)業(yè)剩余物制備生物液態(tài)能源的方法，制備步驟包括(1) 、利用乙醚溶劑(純度>90%)從農(nóng)業(yè)剩余物中提取抽提物，然后在9(TC溫度、0.75MPa真空下蒸發(fā)、回收溶劑，得到農(nóng)業(yè)剩余物抽提 物；(2) 、按照添加量為質(zhì)量百分比4%將二氧化鈦、鈀的混合物，質(zhì)量 混合比為m m 二氧化鐵=1 : 7催化劑與農(nóng)業(yè)剩余物抽提物均勻混合， 然后放入熱裂解爐中，充入氦氣惰性氣體，然后迅速升溫450°C，將熱 裂汽冷卻至6(TC以下，得到粗油；(3) 、在70'C溫度、0. 50MPa真空下，蒸餾，餾出物冷卻后得到生 物液態(tài)能源。實施例7:農(nóng)業(yè)剩余物制備生物液態(tài)能源的方法，制備步驟包括(1) 、利用氫氧化鈉溶劑(純度》90%)從農(nóng)業(yè)剩余物中提取抽提物， 然后在3(TC溫度、OMPa真空下蒸發(fā)、回收溶劑，得到農(nóng)業(yè)剩余物抽提 物；(2) 、按照添加量為質(zhì)量百分比0. 5%將二氧化鈦、鈀的混合物，質(zhì) 量混合比為m把m 二氧化汰=0. 5 : 4催化劑與農(nóng)業(yè)剩余物抽提物均勻混 合，然后放入熱裂解爐中，充入二氧化碳惰性氣體，然后迅速升溫600 'C，將熱裂汽冷卻至60'C以下，得到粗油；(3) 、在60'C溫度、0. 99MPa真空下，蒸餾，餾出物冷卻后得到生 物液態(tài)能源。實施例8:農(nóng)業(yè)剩余物制備生物液態(tài)能源的方法，制備步驟包括(1) 、利用乙酸乙酯、乙酸、乙醇、丙酮、苯、甲苯、乙醚和氫氧 化鈉溶液任意比例的混合物溶劑(純度>90%)從農(nóng)業(yè)剩余物中提取抽 提物，然后在58'C溫度、0.85MPa真空下蒸發(fā)、回收溶劑，得到農(nóng)業(yè)剩 余物抽提物；(2) 、按照添加量為質(zhì)量百分比4%將二氧化鈦、鈀的混合物，質(zhì)量 混合比為m鈀m二氧綠二9 : 0.01催化劑與農(nóng)業(yè)剩余物抽提物均勻混合， 然后放入熱裂解爐中，充入氮氣惰性氣體，然后迅速升溫850°C，將熱 裂汽冷卻至6(TC以下，得到粗油；(3) 、在75'C溫度、0.7腦Pa真空下，蒸餾，餾出物冷卻后得到生 物液態(tài)能源。
權(quán)利要求
1、一種農(nóng)業(yè)剩余物制備生物液態(tài)能源的方法，其特征是制備步驟包括(1)、利用溶劑從農(nóng)業(yè)剩余物中提取抽提物，然后在5-100℃溫度、0-0.99MPa真空下蒸發(fā)、回收溶劑，得到農(nóng)業(yè)剩余物抽提物；(2)、按照添加量為質(zhì)量百分比0-5％將催化劑與農(nóng)業(yè)剩余物抽提物均勻混合，然后放入熱裂解爐中，充入惰性氣體，然后迅速升溫200-900℃，將熱裂汽冷卻至60℃以下，得到粗油；(3)、在20-80℃溫度、0.01-0.99MPa真空下，蒸餾，餾出物冷卻后得到生物液態(tài)能源。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)業(yè)剩余物制備生物液態(tài)能源的方法， 其特征是所述的農(nóng)業(yè)剩余物系指各類農(nóng)業(yè)剩余物。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)業(yè)剩余物制備生物液態(tài)能源的方法，其特征是所述的溶劑是指乙酸乙酯、乙酸、乙醇、丙酮、苯、甲苯、乙醚、氫氧化鈉溶液其中一種或任意比例的混合物，其各溶劑的純度^90% 。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)業(yè)剩余物制備生物液態(tài)能源的方法，其特征是所述的惰性氣體是指氮氣、氦氣、二氧化碳其中一種或任意比例的混合物。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的農(nóng)業(yè)剩余物制備生物液態(tài)能源的方法，其 特征是所述的催化劑是指二氧化鈦、鈀的混合物，質(zhì)量混合比為mffi: 111二氧化鈦=(O—IO) : (O.OOl — lO)。
全文摘要
本發(fā)明公開了農(nóng)業(yè)剩余物制備生物液態(tài)能源的方法，制備步驟包括(1)利用溶劑從農(nóng)業(yè)剩余物中提取抽提物，然后在5-100℃溫度、0-0.99MPa真空下蒸發(fā)、回收溶劑，得到農(nóng)業(yè)剩余物抽提物；(2)按照添加量為質(zhì)量百分比0-5％將催化劑與農(nóng)業(yè)剩余物抽提物均勻混合，然后放入熱裂解爐中，充入惰性氣體，然后迅速升溫200-900℃，將熱裂汽冷卻至60℃以下，得到粗油；(3)在20-80℃溫度、0.01-0.99MPa真空下，蒸餾，餾出物冷卻后得到生物液態(tài)能源。本發(fā)明不僅可以提高農(nóng)業(yè)剩余物的附加值，而且可以緩解我國液態(tài)能源的不足，具有良好的社會效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。本發(fā)明工藝簡單、易于操作、可控性好、成本低、易于產(chǎn)業(yè)化，具有十分廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號C10G1/00GK101235299SQ20081003068
公開日2008年8月6日 申請日期2008年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月27日
發(fā)明者吳義強, 彭萬喜, 武書彬 申請人:中南林業(yè)科技大學(xué)