[发明专利]一种用于改善柴油性能的生物质基添加剂制备和使用方法

权利要求书

1.一种用于改善柴油性能的生物质基添加剂的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

1)生物质原料预处理：对生物质原料进行干燥预处理，得到生物质燃料；

2)生物质燃料进行热解：将步骤1)得到的生物质燃料在缺氧条件下热解，得到包含水、气体、水相生物油和油相生物油的热解产物，之后通过静置分层收集水相生物油；

3)生物油酯化提质：对步骤2)中得到的水相生物油进行除水、过滤，得到生物油，之后对生物油进行酯化反应，该反应生成的短链酯经蒸发、冷凝后得到短链酯溶液即所述的改善柴油性能的生物质基添加剂；

其中：

步骤1)所述的干燥预处理是指将生物质原料放置在烘箱中，在温度为100～110℃的条件下进行烘干，每隔3～6h进行称量，直至质量不再变化为止；

步骤2)将生物质燃料在缺氧条件下热解的具体步骤如下：

①将生物质燃料置于上、下以法兰盖封口的石英管中，所述法兰盖中央设通气孔，在20℃下以0.1～0.5L/h的速率用氮气对石英管内吹扫，排尽石英管内的空气；

②之后以0.1～0.5L/h的速率向石英管内供应氮气并加热石英管，当石英管中心温度到达280～300℃时停止供应氮气，之后将温度以速率20～25℃/min升温至600～650℃，得到包含水、气体、水相生物油和油相生物油的热解产物；

步骤3)所述的生物油进行酯化反应是指将生物油在酸性阳离子树脂为催化剂的条件下与无水乙醇进行酯化反应，其中反应温度为78～80℃；

所述的酸性阳离子树脂的制备过程如下：以0.8～1.2mol/L的盐酸溶液与树脂进行搅拌，每次搅拌3～5min，共搅拌4～5次，使Na型离子转化为H型，再用无水乙醇与树脂进行搅拌，每次3～5min，共搅拌1～2次，烘干备用。

2.如权利要求1所述的一种用于改善柴油性能的生物质基添加剂的制备方法，其特征在于：所述的生物质原料为林业类生物质原料。

3.如权利要求2所述的一种用于改善柴油性能的生物质基添加剂的制备方法，其特征在于：所述的林业类生物质原料是指松木或者红木。

4.一种如权利要求1所述的制备方法制备得到的用于改善柴油性能的生物质基添加剂的使用方法，其特征在于：该使用方法步骤如下：将所述的改善柴油性能的生物质基添加剂加入到柴油燃料中，在转速为1000～1500r/min的条件下，搅拌20～40min，即得到性能改善的短链酯-柴油混合燃料，其中所述的短链酯-柴油混合燃料中短链酯的体积占比V％为0％＜V％≤50％；

所述的短链酯-柴油混合燃料中短链酯体积占比小于20％时，该混合燃料在柴油机中稳定燃烧并实现污染物减排的目的；所述的短链酯-柴油混合燃料中短链酯体积占比为20％～30％时，为保证柴油机的稳定运行及减排应提高进气温度至60℃以上；所述的短链酯-柴油混合燃料中短链酯体积占比为30％～50％时，为保证柴油机的稳定运行，应提前喷油角度至-35°CA～-30°CA。