[发明专利]一种生物质的一锅法液化工艺

说明书

本发明提供的生物质的一锅法液化工艺，其浆液的配制步骤为，将秸秆依次进行干燥、初粉碎、压缩和二次粉碎，而后与催化剂、硫化剂混合得到混合物，将上述混合物加入至水中，得到秸秆浓度为35‑50wt％的所述浆液。本发明首创性的将秸秆进行了先压缩后二次粉碎的处理，通过将生物质进行压缩处理，使松散的秸秆先后经历重新排位、机械变形等阶段，使得秸秆的体积大幅度降低，由此可增大其密度和比重，使之有利于分散在水中，并可提高其在水中的含量，由此可提高泵在单位时间内对生物质的输送量，从而提高整个生物质液化工艺的效率、降低了工业成本和能耗，同时也实现了泵的平稳运转与输送。

技术领域

本发明涉及生物能源转化技术领域，具体涉及一种生物质的一锅法液化工艺。

背景技术

煤炭、原油、天然气、油页岩等化石非再生能源随着社会经济的快速发展而日趋枯竭，以及它们燃烧后产生的CO₂、SO₂、NO_x等污染物所造成的日益严重的环境污染，这使得人类不得不认真考虑获取能源的途径和改善环境的方法。生物质是一种可再生能源，其在满足能源需求、减少环境污染、改善能源结构方面都具备巨大的潜力和优势，生物质是指一切直接或间接可利用的绿色植物光合作用形成的有机物质，包括植物、动物、微生物及其排泄与代谢物，它具有可再生性、低污染性、广泛分布性。近些年来，对生物质能源的转化和利用一直朝着高效、清洁的方向前进，生物质液化技术是其中的重要组成部分。

生物质直接液化得到液化油是生物质资源利用中的重要组成部分。生物质的液化机理如下：生物质首先裂解成低聚体，然后再经脱水、脱羟基、脱氢、脱氧和脱羧基而形成小分子化合物，小分子化合物接着通过缩合、环化、聚合等反应而生成新的化合物。目前生物质液化技术主要有间接液化和直接液化两类，其中直接液化是指在溶剂或催化剂的作用下，采用水解、超临界液化或通入氢气、惰性气体等，在适当的温度、压力下将生物质直接从固体液化成液体。生物质直接液化技术主要有热解液化、催化液化、加压加氢液化等，尤其以加氢加压液化的产品收率高，品质好，其一般包括固体物料干燥、粉碎、制浆、升温、加压、反应、分离等复杂工序。

例如，中国专利文献CN107163973A公开了一种生物质原位供氢液化制油方法，其是在生物质粉末和铝粉组成的混合物中加入催化剂和去离子水，在280-380℃的温度、5-30Mpa的压力且在氮气保护下进行供氢液化反应制得生物油，上述技术以铝粉和水的产氢反应作为供氢源，来对生物质进行催化液化，最终制得了生物油。

但上述技术中，一方面，由于生物质(例如秸秆)具有丰富的孔隙率造成其比重较低，使得生物质在水中的含量较低，水碳比较高，而由生物质和水形成的浆液需要由泵输送至反应器中，从而导致泵在单位时间内对生物质的输送量有限，造成生物质液化工艺的生产效率低、工业成本高、能耗大；另一方面，具有孔隙率的生物质易漂浮于水的表面，使得生物质和水形成的浆液不易流动，易造成输送管道的堵塞从而难以实现泵的平稳运输。现有技术虽然尝试在浆液中加入分散剂来提高生物质在浆液中的浓度及分散性，但分散剂的加入往往会影响制得的生物油的品质。此外，上述技术中制得的生物油收率也较低(其产油率仅为18.20-26.54wt％)，因此无法实现工业化的大规模生产应用。

为此，如何对现有的生物质液化工艺进行改进以增加浆液中生物质的浓度、提高单位时间内泵对生物质的输送量、实现泵的平稳运输、降低能耗、提高生物油收率，这对于本领域技术人员而言依旧是一个亟待解决的技术难题。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有的生物质液化工艺中，泵对生物质的输送量少且运输不平稳、能耗高、生物油收率低的缺陷，进而提供一种生物质的一锅法液化工艺。

为此，本发明解决上述问题所采用的技术方案如下：

一种生物质的一锅法液化工艺，包括如下步骤：