一种裂解催化生产生物质液体燃料的方法与流程

1.本发明涉及生物质液体燃料生产技术领域，具体涉及一种裂解催化生产生物质液体燃料的方法。


背景技术：

2.随着人们的生活水平不断提高，燃油、燃气消费不断攀升，随着全球性的能源资源紧缺，导致燃料价格不断飙升，直接影响到工农业生产和人们的日常生活，生物质(如秸秆、薪材、木屑、竹屑等农业废弃物)是可以转化为生物质液体燃料的可再生资源，现在化石类能源越来越枯竭，可再生能源是世界各国越来越重视的新能源，而且生物质液体燃料，具有环境友好，能量密度高，易储存、易运输等优点，既可用于餐厅、酒店的炊具灶具替代液化气和柴油，还可用作锅炉、燃气轮机、发动机为燃料，而对生物质燃料的加工需要粉碎、混合、挤压、成型、烘干等工序。
3.针对现有技术存在以下问题：
4.现有的生物质液体燃料在生产过程中，需要经过多道工序进行加工生产，其中包括粉碎、干燥、搅拌等，现有的搅拌设备在使用时，搅拌的不够均匀，使得混合溶剂与液体燃料反应的不够充分，从而降低了生物质液体燃料生产效率的问题。


技术实现要素：

5.本发明提供一种裂解催化生产生物质液体燃料的方法，其中一种目的是为了具备搅拌的能力，解决现有的生物质液体燃料在生产过程中，需要经过多道工序进行加工生产，其中包括粉碎、干燥、搅拌等，现有的搅拌设备在使用时，搅拌的不够均匀，使得混合溶剂与液体燃料反应的不够充分，从而降低了生物质液体燃料生产效率的问题。
6.为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
7.第一方面，一种裂解催化生产生物质液体燃料的方法，包括以下步骤组成；
8.步骤一：生物质原料处理，生物质原料选取为木质素原料，然后将木质素原料放入至相对性的容器进行预处理；
9.步骤二：将生物质原料进行热解反应，热解反应后产生热解气和残渣，热解气通入装有催化剂的第一反应器中进行催化裂解反应得到第一部分催化裂解产物；
10.步骤三：将所得的催化裂解产物作为载体制备第一催化剂备用，并将所得的残渣焦油、催化裂解产物和烃油制成浆料，所得浆料进入浆态床加氢反应器中进行加氢反应得到加氢生物油；
11.步骤四：将所得加氢生物油进行蒸馏分离得到轻质生物油，并将所得的轻质生物油放入至反应装置中，进行加氢反应，加氢反应所得的产物再进行蒸馏分离得到液体燃料。
12.本发明技术方案的进一步改进在于：所述木质素原料包括的木材、树皮、农林废弃物、油桐树枝，生姜杆叶和香椿树枝一种或多种，各自粉碎并按照配方量混合，投入到搅拌装置中，并倒入双氧水，在温度60摄氏度的温度下搅拌60分钟，得到预处理产物。
13.本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤二的热解温度设置为300～ 800℃，得到包括热解气、生物焦油、热解水以及热解半焦的热解产物，所述步骤四包括反应装置中的反应压力为5-8mpa，反应温度为280-370℃，反应装置内设有间歇开启且搅拌速率为80-150r/min的搅拌器，反应时间为 1-2h。
14.第二方面，一种生产生物质液体燃料的反应装置，包括反应装置主体，所述反应装置主体的侧面固定安装有固定组件，所述反应装置主体的顶部固定安装有预热装置。
15.本发明技术方案的进一步改进在于：所述预热装置包括有预热箱体，所述预热箱体的一侧固定安装连接有进液管，所述进液管的一端固定安装有进液斗，所述进液管的另一端固定安装有预热室。
16.采用上述技术方案，该方案中的预热箱体、进液管和预热室之间的配合，将得到了轻质生物油进行传输至液体加热器的内部。
17.本发明技术方案的进一步改进在于：所述预热室的底部固定安装有液体加热器，所述液体加热器的内部固定安装有加热组件，所述液体加热器的底部固定安装有加热罐，所述预热箱体的底部固定连接有出液管。
18.采用上述技术方案，该方案中的液体加热器、加热组件和加热罐之间的配合，将得到的轻质生物油进行预热处理。
19.本发明技术方案的进一步改进在于：所述反应装置主体的内部设置有搅拌机构，所述搅拌机构包括有搅拌电机，所述搅拌电机固定安装在反应装置主体的内腔顶部，所述搅拌电机的输出端固定连接有搅拌轴，所述搅拌轴的表面固定安装有搅拌杆，所述搅拌轴的一端固定连接有搅拌釜，所述搅拌釜的表面固定安装有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的一端固定安装有刮油组件，所述刮油组件的一侧固定安装有刮油板。
20.采用上述技术方案，该方案中的搅拌电机、搅拌杆、搅拌釜、电动伸缩杆、刮油组件和刮油板之间的配合，将得到的轻质生物有进行搅拌反应。
21.本发明技术方案的进一步改进在于：所述刮油板的一端固定安装有刮油片，所述刮油片的表面与反应装置主体的内壁贴合，所述刮油板的内部活动安装有滚球，所述刮油板的内部设置有弹片，所述弹片的侧面固定安装有弹性构件。
22.采用上述技术方案，该方案中的刮油片、滚球、弹片和弹性构件之间的配合，在对反应装置主体的内壁进行刮油时，具有一定缓冲效果。
23.由于采用了上述技术方案，本发明相对现有技术来说，取得的技术进步是：
24.1、本发明提供一种裂解催化生产生物质液体燃料的方法，采用木质素原料作为原料，以重量计份，将其各自粉碎，粉碎后的原料将其投入到过滤装置中，过滤掉其中的灰尘颗粒，以确保后期生产出液体燃料的质量，然后投入到搅拌装置中，并倒入双氧水，在温度60摄氏度的温度下搅拌60分钟，再其进行自然干燥，得到预处理产物，然后将其投入到热解装置中进行热解反应，热解反应后产生热解气和残渣，并将热解气通入到装有催化剂的应器中进行催化裂解反应得到催化裂解产物，以及将得到了催化裂解产物作为催化剂备用，再将裂解催化得到的焦油残渣、裂解产物和烃油制成浆料，所得的浆料进入到浆态床加氢反应器中进行加氢反应得到加氢生物油，最后将所得加氢生物油进行蒸馏分离得到轻质生物油，并将所得的轻质生物油放入至反应装置中，进行加氢反应，加氢反应所得的产物再进行蒸馏分离得到液体燃料。
25.2、本发明提供一种裂解催化生产生物质液体燃料的方法，采用预热箱体、进液管、预热室、液体加热器、加热组件和加热罐的共同配合，将得到的轻质生物油通过进液管流入至预热室的内部，并通过液体加热器和加热组件之间的将其进行预热，然后由加热罐将其进一步地加热之后，以确保后期在反应装置中的反应速率和反应效率，从而达到了提高反应装置利用效率的效果。
26.3、本发明提供一种裂解催化生产生物质液体燃料的方法，采用搅拌电机、搅拌杆、搅拌釜、电动伸缩杆、刮油组件和刮油板的共同配合，通过启动搅拌电机带动搅拌轴进行转动，并由搅拌轴带动搅拌杆和搅拌釜之间的配合进行搅拌工作，在高速搅拌的下产生了离心力，并在搅拌的过程中，利用电动伸缩杆和刮油组件之间的配合带动刮油板去刮除反应装置主体内壁上的油脂，杜绝浪费的现象，从而达到了提高反应装置使用效率的效果。
附图说明
27.图1为本发明的结构示意图；
28.图2为本发明的结构流程示意图；
29.图3为本发明的结构反应装置的立体示意图；
30.图4为本发明的结构预热装置的剖面示意图；
31.图5为本发明的结构搅拌机构的剖面示意图；
32.图6为本发明的结构刮油板的剖面示意图。
33.图中：1、反应装置主体；11、固定组件；2、预热装置；21、预热箱体；22、进液管；23、预热室；24、液体加热器；25、加热组件；26、加热罐；3、搅拌机构；31、搅拌电机；32、搅拌杆；33、搅拌釜；34、电动伸缩杆；35、刮油组件；36、刮油板；361、刮油片；362、滚球；363、弹片；364、弹性构件。
具体实施方式
34.下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：
35.实施例1
36.如图1-6所示，本发明提供了一种裂解催化生产生物质液体燃料的方法，由以下步骤组成；
37.步骤一：生物质原料处理，生物质原料选取为木质素原料，然后将木质素原料放入至相对性的容器进行预处理；
38.步骤二：将生物质原料进行热解反应，热解反应后产生热解气和残渣，热解气通入装有催化剂的第一反应器中进行催化裂解反应得到第一部分催化裂解产物；
39.步骤三：将所得的催化裂解产物作为载体制备第一催化剂备用，并将所得的残渣焦油、催化裂解产物和烃油制成浆料，所得浆料进入浆态床加氢反应器中进行加氢反应得到加氢生物油；
40.步骤四：将所得加氢生物油进行蒸馏分离得到轻质生物油，并将所得的轻质生物油放入至反应装置中，进行加氢反应，加氢反应所得的产物再进行蒸馏分离得到液体燃料；
41.木质素原料包括的木材、树皮、农林废弃物、油桐树枝，生姜杆叶和香椿树枝一种或多种，各自粉碎并按照配方量混合，投入到搅拌装置中，并倒入双氧水，在温度60摄氏度
的温度下搅拌60分钟，得到预处理产物，步骤二的热解温度设置为300～800℃，得到包括热解气、生物焦油、热解水以及热解半焦的热解产物，步骤四包括反应装置中的反应压力为5-8mpa，反应温度为280-370℃，反应装置内设有间歇开启且搅拌速率为80-150r/min的搅拌器，反应时间为1-2h。
42.在本实施例中，采用木质素原料作为原料，以重量计份，将其各自粉碎，粉碎后的原料将其投入到过滤装置中，过滤掉其中的灰尘颗粒，以确保后期生产出液体燃料的质量，然后投入到搅拌装置中，并倒入双氧水，在温度60 摄氏度的温度下搅拌60分钟，再其进行自然干燥，得到预处理产物，然后将其投入到热解装置中进行热解反应，热解反应后产生热解气和残渣，并将热解气通入到装有催化剂的应器中进行催化裂解反应得到催化裂解产物，以及将得到了催化裂解产物作为催化剂备用，再将裂解催化得到的焦油残渣、裂解产物和烃油制成浆料，所得的浆料进入到浆态床加氢反应器中进行加氢反应得到加氢生物油，最后将所得加氢生物油进行蒸馏分离得到轻质生物油，并将所得的轻质生物油放入至反应装置中，进行加氢反应，加氢反应所得的产物再进行蒸馏分离得到液体燃料。
43.实施例2
44.如图1-6所示，在实施例1的基础上，本发明提供还一种生产生物质液体燃料的反应装置，包括反应装置主体1，反应装置主体1的侧面固定安装有固定组件11，反应装置主体1的顶部固定安装有预热装置2，预热装置2包括有预热箱体21，预热箱体21的一侧固定安装连接有进液管22，进液管22 的一端固定安装有进液斗，进液管22的另一端固定安装有预热室23，预热室 23的底部固定安装有液体加热器24，液体加热器24的内部固定安装有加热组件25，液体加热器24的底部固定安装有加热罐26，预热箱体21的底部固定连接有出液管。
45.在本实施例中，将得到的轻质生物油通过进液管22流入至预热室23的内部，并通过液体加热器24和加热组件25之间的将其进行预热，然后由加热罐26将其进一步地加热之后，以确保后期在反应装置中的反应速率和反应效率。
46.实施例3
47.如图1-6所示，在实施例1的基础上，本发明提供一种技术方案：优选的，反应装置主体1的内部设置有搅拌机构3，搅拌机构3包括有搅拌电机 31，搅拌电机31固定安装在反应装置主体1的内腔顶部，搅拌电机31的输出端固定连接有搅拌轴，搅拌轴的表面固定安装有搅拌杆32，搅拌轴的一端固定连接有搅拌釜33，搅拌釜33的表面固定安装有电动伸缩杆34，电动伸缩杆34的一端固定安装有刮油组件35，刮油组件35的一侧固定安装有刮油板36，刮油板36的一端固定安装有刮油片361，刮油片361的表面与反应装置主体1的内壁贴合，刮油板36的内部活动安装有滚球362，刮油板36的内部设置有弹片363，弹片363的侧面固定安装有弹性构件364。
48.在本实施例中，通过启动搅拌电机31带动搅拌轴进行转动，并由搅拌轴带动搅拌杆32和搅拌釜33之间的配合进行搅拌工作，在高速搅拌的下产生了离心力，并在搅拌的过程中，利用电动伸缩杆34和刮油组件35之间的配合带动刮油板36去刮除反应装置主体1内壁上的油脂，杜绝浪费的现象。
49.下面具体说一下该裂解催化生产生物质液体燃料的方法的工作原理。
50.如图1-6所示，用木质素原料作为原料，以重量计份，将其各自粉碎，粉碎后的原料将其投入到过滤装置中，过滤掉其中的灰尘颗粒，以确保后期生产出液体燃料的质量，然后
投入到搅拌装置中，并倒入双氧水，在温度60 摄氏度的温度下搅拌60分钟，再其进行自然干燥，得到预处理产物，然后将其投入到热解装置中进行热解反应，热解反应后产生热解气和残渣，并将热解气通入到装有催化剂的应器中进行催化裂解反应得到催化裂解产物，以及将得到了催化裂解产物作为催化剂备用，再将裂解催化得到的焦油残渣、裂解产物和烃油制成浆料，所得的浆料进入到浆态床加氢反应器中进行加氢反应得到加氢生物油，最后将所得加氢生物油进行蒸馏分离得到轻质生物油，将得到的轻质生物油通过进液管22流入至预热室23的内部，并通过液体加热器24和加热组件25之间的将其进行预热，然后由加热罐26将其进一步地加热之后，以确保后期在反应装置中的反应速率和反应效率，然后通过启动搅拌电机31带动搅拌轴进行转动，并由搅拌轴带动搅拌杆32和搅拌釜33之间的配合进行搅拌工作，在高速搅拌的下产生了离心力，并在搅拌的过程中，利用电动伸缩杆34和刮油组件35之间的配合带动刮油板36去刮除反应装置主体1内壁上的油脂，杜绝浪费的现，进行加氢反应，加氢反应所得的产物再进行蒸馏分离得到液体燃料。
51.上文一般性的对本发明做了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之做一些修改或改进，这对于技术领域的一般技术人员是显而易见的。因此，在不脱离本发明思想精神的修改或改进，均在本发明的保护范围之内。