[发明专利]生物质液化油及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物工程与能源领域，特别涉及生物质液化油及其制备方法。

背景技术

近年来，随着经济的持续高速发展，能源短缺与环境污染已成为我国实现可持 续发展的两大瓶颈。这就要求我们在不断提高能源利用效率的同时，还必须加快可 再生能源的开发利用进程，并寻求一种使废物实现资源化的解决途径。

餐厨垃圾，俗称泔脚，是居民在生活消费过程中形成的生活废物，厨余垃圾的 主要成分包括米和面粉类食物残余、蔬菜、动植物油、肉骨等，从化学组成上，有 淀粉、纤维素、蛋白质、脂类和无机盐等。

随着人们生活水平的提高和和全球人口的迅速增长，餐厨垃圾的产量呈现明显 的增长趋势，由于餐厨垃圾容易发酵、变质、腐烂，不仅会产生大量的毒素，散发 恶臭气体，还会污染水体和空气，危害人们的身心健康。但是餐厨垃圾与其他生活 垃圾相比，具有易腐烂、有机物及油脂含量高、营养丰富等特点，回收利用使其资 源化意义深远，是通过热化学转化方法制备生物质液化油的上等原料。

发明内容

本发明的目的在于提供生物质液化油及其制备方法，利用该方法得到的生物质 液化油具有产率高、热值高、含氢量高、含氧量低等特点。

本发明提供的生物质液化油的制备方法，是将餐厨垃圾热解，得到生物质液化 油。

上述的餐厨垃圾经除杂后(即剔除骨头等硬物后的餐厨垃圾)，其含水率为 50％-80％(质量百分比)，脂肪质量占餐厨垃圾中固体质量的比例为5％-10％，蛋 白质质量占餐厨垃圾中固体质量的比例为10％-25％，碳水化合物质量占餐厨垃圾中 固体质量的比例为3-10％。

上述热解在保护性气氛下进行，所述保护性气氛是将载气通入反应釜后得到的 还原性气氛或惰性气氛。热解反应时，向反应釜内通入载气，驱赶空气，可避免原 料与反应釜内的氧气发生反应，防止生物质液化油的产率降低。

上述还原性气氛所用的载气为还原性气体，该还原性气体可为氢气或一氧化 碳，还可以为一氧化氮；惰性气氛所用的载气可以是惰性气体或氮气。

上述热解的反应温度为230℃-600℃；所述热解的反应时间为0-70分钟，不包 括0分钟。

上述热解的条件是下述1)-6)中的任一种：

1)温度是275℃-335℃，反应时间是10-30分钟；

2)温度是280℃-300℃，反应时间是15-25分钟；

3)温度是300℃，反应时间是25分钟；

4)温度是295℃，反应时间是23分钟；

5)温度是285℃，反应时间是18分钟；

6)温度是290℃，反应时间是20分钟。

上述热解的反应中可加入催化剂，该催化剂与所述餐厨垃圾的固体含量的质量 之比为(0-20)∶100，优选比值是(1-15)∶100；加入的催化剂可为碳酸盐；该 碳酸盐可以为碳酸钾或碳酸钠。

利用本发明提供的方法制备的生物质液化油也属于本发明的保护范围之内。

本发明的另一目的在于提供生物质液化油作为生物质燃料的应用。

本发明的又一目的在于提供生物质液化油在制备柴油、汽油或煤油中的应用。 将本发明提供的生物质液化油通过常规方法加工得到柴油、汽油或煤油。

本发明提供的生物质液化油的制备方法，是通过餐厨垃圾在液化装置中反应， 经冷却、排除多余气体后得到生物质液化油。该方法制备生物质液化油达到了1∶3 的能量输入输出效率。本发明还具有以下有益效果：

1、利用餐厨垃圾生物质液化可获得高质量的生物质液化油，且生物质液化油 的产出率很高。以木材、农作物秸秆为原料的快速热解得到的生物质液化油的氢含 量为6.2％，氧含量为37.3％，而本发明得到的平均值氢含量为8.3％，氧含量为11.9％， 所以餐厨垃圾生物质液化油的H(氢)含量比木材或农作物秸秆的生物质液化油高， 但O(氧)含量则较低，并且氢和碳的摩尔比为1∶(1.4-2.0)，因此餐厨垃圾生 物质液化油的热值更高，平均热值高达34.47MJ/kg，同时较为稳定。

2、利用餐厨垃圾生物质液化制备的生物质液化油具有良好的市场前景和环境 效益。产生得到的生物质液化油可以用作生物质燃料。反应后废水含有大量的N、P、 K等元素，经简单处理后可成为优质肥料，剩余固体小于原料总固体的5.2％，气态 产物主要为CO₂。