[发明专利]生物质液化油及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物质工程与能源领域，特别涉及生物质液化油及其制备方法。

背景技术

由于化石能源的日趋减少以及化石能源的利用带来了环境污染的加剧，科学家把注意力集中到新能源的开发和可再生能源上。在各种可再生能源中，生物质能的循环利用不会造成大气CO₂的增加、不会排放导致酸雨的SO₂以及燃烧产生的灰要比煤燃烧所产生的少得多，同时这些灰分又可用作农作物肥料，因而得到广泛的关注。早在1993年世界粮农组织(FAO)就预测，到2050年，以生物质能源为主的可再生能源将提供全世界60％的电力和40％的燃料，且其价格低于化石燃料。

在众多的生物质中，微藻具有生物量大、生长周期短、易培养以及含有较高的脂类等优点，使之不仅在大气CO₂的循环利用中起着重要的作用，而且还是制备生物质液体燃料的良好材料。

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，是将微藻热解，得到生物质液化油。

所述微藻可以是干燥过的微藻或湿微藻。

上述湿微藻是微藻与水的混合物，微藻占湿微藻的1-100％，不包括100％(质量百分比)；优选地，微藻可占湿微藻的10-80％(质量百分比)；更优选地，微藻可占湿微藻的20-60％(质量百分比)。

上述微藻是指含脂肪、蛋白质的微藻，产油率与脂肪、蛋白质的含量呈正相关关系。上述微藻优选是蛋白核小球藻、钝顶螺旋藻、三角褐指藻和/或紫球藻。

上述热解反应可具有保护性气氛或不具有保护性气氛，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。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，所述还原性气体可为氢气或一氧化碳。

所述惰性气氛所用的载气是惰性气体或氮气，该惰性气体可以包括所有的惰性气体。

上述热解的反应温度为230℃-600℃、260℃-335℃或285℃-300℃；所述热解的反应时间为0-70分钟，不包括0分钟，优选为10-30分钟，更优选为15-23分钟。

上述热解的反应温度具体可为285℃、290℃或300℃。

上述热解的反应时间为23分钟、20分钟、17分钟或15分钟。

为了加快反应进程和促使反应完全，可在热解反应开始前加入催化剂，所述催化剂与微藻的质量比为(0-20)∶100；所述催化剂为碳酸盐；所述碳酸盐为碳酸钾或碳酸钠。

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油的应用。

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即可得到柴油、汽油或煤油。

本发明提供的生物质燃料油的制备方法，是通过微藻在液化装置中反应，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、利用微藻生物质液化可获得高质量的生物质液化油。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％，氧为37.3％，而本发明得到的平均值氢含量为8.6％，氧含量为12.1％，所以微藻生物质液化油的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∶(1.5-2.0)，因此微藻生物质液化油的热值更高，平均高达33.92MJ/kg，同时较为稳定。

2、利用微藻生物质液化制备的生物质液化油具有良好的环境效益。反应后废水因为含有大量的N、P、K等元素而成为优质肥料，剩余固体小于原料总固体的5.5％，气态产物主要为CO₂。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。

下述实施例中，如无特殊说明，均为常规方法。

实施例一、未加入催化剂，不通入载气制备生物质液化油

1、收集蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa，Chick)的干粉，购于山东滨州天健生物科技有限公司，作为待用样品。