本發(fā)明專利技術(shù)是關(guān)于生物質(zhì)綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及錳類催化劑在生物質(zhì)制備生物燃油中的應用。本發(fā)明專利技術(shù)是以錳類催化劑作為生物質(zhì)制備生物燃油的催化劑，在錳類催化劑用量極少的情況下，以少量水作為介質(zhì)，在相對較低的溫度條件下由生物質(zhì)制備出與石油性質(zhì)和組分（以汽油、柴油、煤油等餾份為主）極其類似的液體生物燃油及可燃氣。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)是關(guān)于生物質(zhì)綜合利用
，特別涉及錳類催化劑在生物質(zhì)制備生物燃油中的應用。
技術(shù)介紹
生物質(zhì)作為一種來源廣泛可再生的清潔能源，隨著能源與環(huán)境問題日益加重，越來越受到人們的重視。生物質(zhì)通過直接液化過程轉(zhuǎn)化成液體燃料，可有效的提高生物質(zhì)的利用率，其中催化劑是液化過程中不可缺少的成分。Funda?Ates，Ayse?E.Pütün，Ersan?Pütün，在《J.Anal.Appl.Pyrolysis》(73(2005)299-304)“Catalytic?pyrolysis?of?prennial?shrub，Euphorbia?rigida?in?the?watervapour?atmosphere”一文中介紹了在飽和水蒸氣條件下催化熱解Euphorbiarigida(一種大戟屬植物)，當使用的Co-Mo催化劑的含量達到20％時，得到最大產(chǎn)量為42.56％的生物油，生物油中含有較多的極性物質(zhì)。Ersan?Pütün，Basak?Burcu?Uzun，Ayse?Eren?Pütün，在《biomass&bioenergy》“Production?ofbio-fuels?from?cottonseed?cake?by?catalytic?pyrolysis?under?steam?atmosphere”一文中介紹了蒸氣催化熱解棉籽餅過程中，使用20％(占原料質(zhì)量)的硅酸鹽作催化劑時，所得到的生物油最大產(chǎn)量為31％，氧含量為11％～14％。Funda-Ates，Ayse?E.Pütün，Ersan?Pütün，在《fuel》，Pyrolysis?of?two?different?biomasssamples?in?fixed-bed?reactor?combined?with?two?different?catalysts一文中披露了兩種商業(yè)催化劑DHC-32和HC-K?1.3Q在熱解Euphorbia?rigida和芝麻桿中所得到的生物油的產(chǎn)量和性質(zhì)。其結(jié)果為：當使用10％(占原料質(zhì)量)的催化劑，對于兩種生物質(zhì)的熱解所得到的生物油的產(chǎn)量最大分別為26.1％，27.55％和26.5％，28.2％，氧含量為13.45％～23.05％。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是為了克服現(xiàn)有生物質(zhì)液化過程中所采用的催化劑結(jié)構(gòu)復雜，難以制備，價格昂貴，成本高且所得到的生物燃油中氧含量高，組分中含有較多的極性物質(zhì)，進一步分離較困難的不足，提供錳類催化劑作為生物-->質(zhì)制備生物燃油的催化劑；尤其利用半干法，在較低溫度下，在對生物質(zhì)進行熱轉(zhuǎn)化的過程中，采用錳類催化劑由生物質(zhì)制備出生物燃油(汽油、柴油、煤油餾份為主)及可燃氣。所獲得的生物燃油的熱值約是30～46MJ/kg，氧含量＜6％。本專利技術(shù)的錳類催化劑在生物質(zhì)制備生物燃油中的應用，是將錳類催化劑作為生物質(zhì)制備生物燃油的催化劑，由生物質(zhì)制備出生物燃油及可燃氣。本專利技術(shù)錳類催化劑在生物質(zhì)制備生物燃油中的應用，向經(jīng)過粉碎、篩選的生物質(zhì)原料中加入少量水，加水量為生物質(zhì)原料重量的10～35％，再加入錳類催化劑，錳類催化劑中的錳元素的含量占生物質(zhì)原料重量的0.05～10％，將生物質(zhì)與催化劑均勻混合后加入到密閉的反應釜或反應器中，對反應釜或反應器進行加熱，在反應過程中無額外氣化介質(zhì)或預熱氣體補充的條件下，升溫速率2～60℃/min，反應溫度在300～600℃之間，收集所產(chǎn)生的氣體，該氣體為可燃氣，可燃氣的主要成分包含H2、CH4、CO等，可燃氣的產(chǎn)率約為40～70％；對剩余的渣滓進行常壓蒸餾處理，收集60～450℃的餾分，得到較高熱值(熱值是30～46MJ/kg)，低氧含量(＜6％)的生物燃油(組分包含汽油、柴油、煤油餾份)，其產(chǎn)量達10～20％。所述的生物質(zhì)原料是農(nóng)作物秸稈、草本植物、木本植物或它們的任意混合物。所述的農(nóng)作物秸稈、草本植物、木本植物的粒徑小于60目。所述的農(nóng)作物秸稈選自稻草、麥草、玉米秸稈、大豆秸稈、棉花秸稈、紅薯秧等中的一種或一種以上的混合物。所述的草本植物選自蘆葦、荻葦、芒桿、竹子、草坪的草屑等中的一種或一種以上的混合物。所述的木本植物選自樹木的落葉、木屑或它們的任意混合物等。所述的錳類催化劑選自金屬錳、錳的化合物、含錳礦石、金屬錳與其它金屬的混合物(重量比例為1∶2～2∶1)、錳的化合物與其它金屬的混合物(重量比例為1∶2～2∶1)、含錳礦石與其它金屬的混合物(重量比例為1∶2～2∶1)中的一種或一種以上的混合物。所述的金屬錳的粒徑為100目以下。所述的錳的化合物選自碳酸錳、一氧化錳、二氧化錳、四氧化三錳、硝酸錳、硫酸錳、碳酸錳、氯化錳、硫酸銨錳、高錳酸鉀等中的一種或一種以上的混合物。-->所述的含錳礦石的粒徑為100目以下，包括氧化錳礦或碳酸錳礦。所述的其它金屬粒徑為100目以下，選自Fe、Al、Zn、Ni、Mg等中的一種或一種以上的混合物。錳礦石的化學成分(％)本專利技術(shù)的創(chuàng)新性主要是以錳類催化劑作為生物質(zhì)制備生物燃油的催化劑，在錳類催化劑用量極少的情況下，以少量水作為介質(zhì)，在相對較低的溫度條件下由生物質(zhì)制備出與石油性質(zhì)和組分(以汽油、柴油、煤油等餾份為主)極其類似的液體生物燃油及可燃氣。下面結(jié)合實施例和附圖對本專利技術(shù)作進一步說明。附圖說明圖1.本專利技術(shù)實施例1所得到的生物燃油的色譜峰。具體實施方式實施例1.4g稻草粉(粒徑小于60目)與1ml水混合均勻，加入0.05g粒徑小于100目的金屬錳作催化劑，混合均勻，壓實入10ml微型密閉反應釜中，以5℃/min的升溫速率升溫至350℃，保持1小時，收集所產(chǎn)生的可燃氣，結(jié)束反應。待反應冷卻，將反應固液產(chǎn)物進行常壓蒸餾，溫度升至450℃得到生物燃油液體。可燃氣產(chǎn)量占原料的60％，生物燃油的產(chǎn)量為15％，熱值為41.26MJ/kg，氧含量＜6％。附圖1為所得到的生物燃油的色譜峰。通過質(zhì)譜峰分析的結(jié)果，所得到的生物燃油的主要成份是：(1)碳氫化合物主要有：癸烷、十一烷、十二烷、十三烷、十四烷、十五烷、十六烷、十七烷、十八烷、十九烷、二十烷、二十一烷、二十二烷、甲基環(huán)己烷、丙基環(huán)戊烷、環(huán)戊烷、1，2，3-三甲基-環(huán)戊烯、2-乙基-3-甲基環(huán)戊烯、甲苯、乙基苯、1，3-二甲基苯、二甲苯、1-乙基-4-甲基苯、1，2，4-三甲基苯、2-乙基苯、1-乙基-2、3-二甲基苯、2-丁烯基苯、3甲基-2丁基苯、1，4，6-三甲基萘等。-->(2)含氧化合物主要有：2-甲基苯酚、4-甲基苯酚、2，5-二甲基苯酚、2，4-二甲基苯酚、3-乙基苯酚、4-乙基苯酚等。從而證明使用該催化劑所得到的生物燃油是以汽油、柴油、煤油餾份為主。實施例2.4g玉米稈粉碎成粉(粒徑小于60目)與4ml水混合均勻，加入0.05g粒徑分別小于100目的金屬錳與金屬鋁的混合粉末(Mn∶Al的重量比為1∶1)作催化劑，混合均勻，壓實入10ml密閉的反應釜中，以10℃/min的升溫速率升溫至400℃，保持1.5小時，收集所產(chǎn)生的可燃氣，結(jié)束反應。待反應冷卻，將反應固液產(chǎn)物進行常壓蒸餾，溫度升至420℃得到生物燃油液體。可燃氣產(chǎn)量占原料的55％，生物燃油的產(chǎn)量約為13％，熱值為38.9MJ/kg，氧含量＜6％。實施例3.4g大豆秸稈粉碎成粉(粒徑本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種錳類催化劑在生物質(zhì)制備生物燃油中的應用，其特征是：將錳類催化劑作為生物質(zhì)制備生物燃油的催化劑，由生物質(zhì)制備出生物燃油及可燃氣。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種錳類催化劑在生物質(zhì)制備生物燃油中的應用，其特征是：將錳類催化劑作為生物質(zhì)制備生物燃油的催化劑，由生物質(zhì)制備出生物燃油及可燃氣。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應用，其特征是：向經(jīng)過粉碎、篩選的生物質(zhì)原料中加水，加水量為生物質(zhì)原料重量的10～35％，再加入錳類催化劑，錳類催化劑中的錳元素的含量占生物質(zhì)原料重量的0.05～10％，將生物質(zhì)與催化劑均勻混合后加入到密閉的反應釜或反應器中，對反應釜或反應器進行加熱，升溫速率2～60℃/min，反應溫度在300～600℃之間，收集所產(chǎn)生的氣體，該氣體為可燃氣，對剩余的渣滓進行常壓蒸餾處理，收集60～450℃的餾分，得到生物燃油。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的應用，其特征是：所述的可燃氣的主要成分包含H2、CH4、CO；所述的生物燃油包含汽油、柴油、煤油餾份，熱值是30～46MJ/kg，氧含量＜6％。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的應用，其特征是：所述的生物質(zhì)原料是粒徑小于60目的農(nóng)作物秸稈、草本植物、木本植物或它們的任意混合物。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應用，其特征是：所述的農(nóng)作物秸稈選自稻草、麥草、玉米秸稈、大豆秸稈、棉花秸稈、紅薯秧中的一種或一種以上的混合物；所述的草本植物選自蘆葦...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊正宇，潘京學，都占魁，郭仕鵬，
申請(專利權(quán))人：北京瑞增蘭宇新能源有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：11[中國|北京]
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