[发明专利]一种强脉冲激光制备生物柴油的工艺流程

说明书

【技术领域】

本发明涉及生物油制备领域，尤其是涉及一种利用强脉冲激光来制备生物柴油的工艺流程。

【背景技术】

公知的，生物质热裂解技术是将生物质转化为气、液、固三种产物的技术，生物质热裂解制备生物油是指在无空气等氧化气氛或虽有氧化气氛存在但气化尚不致大量发生的情况下，以高加热速率将生物质加热到中温，热裂解析出的挥发分在反应器内停留极短的时间即被快速冷却而获得液体产物的过程；

由于所有由动、植物油脂制取的，性质与柴油相近的替代燃料统称为生物柴油，而且生物柴油是一种清洁的可再生能源，它可由大豆、油菜籽或葵花籽等油料作物，油棕、黄连木或油桐等油料林木，工程微藻等油料水生植物，以及动物油脂或废餐饮油等作为生物质原料制备而成，同时，还由于生物柴油中含有的硫、苯等有害元素低，不含对环境造成污染的芳香族烷烃，其有害物质排放可减少30%，有催化剂时可减少排放量60%以上，且燃烧残炭仅为0.02%，即废气中微小颗粒物含量低，对人体的损害明显低于矿物柴油，通过检测表明，与矿物柴油相比，使用生物柴油可降低90%的空气毒性，致癌物排放量降低94%，因此极利于环保；此外，作为可再生能源，生物柴油的原料供应有保证，可供应量不会枯竭，且其不但性能稳定，价格便宜，而且还不受石油输出国组织的控制，不受矿物储藏制约，因此生物柴油作为石油柴油的代用品已经得到了越来越多人的认可；

目前，制备生物柴油的工艺大致分为三类：物理法、化学法和工程微藻法；其中：物理法主要是有直接混合法和微乳液法，化学法主要有热裂解法、酸催化酯化法、碱催化酯交换法、生物酶催化酯交换法和超临界酯交换法，而工程微藻法是一种综合物理、化学和生物工程等技术于一体的制取生物柴油的方法；但上述生产生物柴油的方法皆因其流程繁琐工艺复杂而不同程度的导致了生物柴油制备的低效率和高成本，因此现今制备生物柴油的工艺流程还需要做进一步完善，以提高效率及降低成本。

【发明内容】

为了克服背景技术中的不足，本发明公开一种强脉冲激光制备生物柴油的工艺流程，所述的工艺流程在简化生物柴油制备步骤的同时，还有效的提高了制备的效率及降低了制备成本。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案： 

一种强脉冲激光制备生物柴油的工艺流程，实施该工艺流程的装置由透明的石英反应器和强脉冲激光发生器构成；所述的工艺流程为：

1）、先将生物质粉碎、干燥及筛分后制成位于4～18目之间的固态颗粒，然后将固态颗粒状的生物质由石英反应器顶端的进料口放入石英反应器内，并至少将石英反应器的2/3填满；

2）、通过强脉冲激光发生器对石英反应器发射适度的强脉冲激光照射，使石英反应器内的温度保持在480～550摄氏度之间，且保持15～20分钟，从而使石英反应器内的生物质热裂解分离出生物柴油油粒和生物质气；此时，激光发生器的发射功率为0.2kW～5kW，脉冲宽度为0.1ms～10ms，脉冲频率为1～1000Hz，单脉冲能量为40～250J； 

3）、在强脉冲激光照射石英反应器的过程中，生物质热裂解生成的生物柴油油粒通过石英反应器底端的出油口排出并被容器收集，即获得了有效成分占生物质总质量比的30～75%的生物柴油；同时，生物质热裂解生成的生物质气则由石英反应器器壁上端的出气口排出并被收集起来；

4）、当石英反应器内的生物质反应完毕，且获得的生物柴油排完后，关闭激光发生器，并向石英反应器内通入惰性气体进行冷却3～5分钟；

5）、当石英反应器冷却后，通过石英反应器器壁下端的出渣口将生物质分解后残留在石英反应器内的废渣排出，排出废渣后即完成所述的流程。

所述的强脉冲激光制备生物柴油的工艺流程，所述用于实施该流程的石英反应器能够充填20～30 kg的生物质。 

所述的强脉冲激光制备生物柴油的工艺流程，所述用于实施该流程的石英反应器器壁的一侧设置有出气口和出渣口，石英反应器器壁的另一侧对应激光发生器的发射端。 

所述的强脉冲激光制备生物柴油的工艺流程，所述的惰性气体为氮气或其它不与碳发生反应的廉价的无害气体。 

所述的强脉冲激光制备生物柴油的工艺流程，所述实施该流程的石英反应器的出气口和出油口均设有滤芯。 

所述的强脉冲激光制备生物柴油的工艺流程，所述实施该流程的石英反应器设为锥形底，锥形底的上部面对应出渣口的下部面，锥形底的底端设有出油口；所述的石英反应器对应出渣口下部面的内腔水平面设有过滤装置。