專利名稱：利用農(nóng)業(yè)、林業(yè)廢棄物制取生物柴油的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能源領(lǐng)域，具體說(shuō)是利用農(nóng)業(yè)、林業(yè)廢棄物制取生物柴油的一種工藝方法。
背景技術(shù)：
在能源緊張的當(dāng)今世界，生物柴油是目前世界上公認(rèn)的最有前途的可再生的綠色能源，因此受到各界人士的重視。盡管生物柴油的制造方法有所不同，但采用的原料均為菜籽油、大豆油等油料、林木、果樹(shù)，均存在原料來(lái)源貧乏、造價(jià)昂貴、成本高、投資大等諸多缺點(diǎn)，難以推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)當(dāng)今世界研制生物柴油存在的諸多難題，發(fā)明一種利用農(nóng)業(yè)、林業(yè)廢棄物制取燃料油的新方法，利用傳統(tǒng)的普通石化設(shè)備，采用農(nóng)業(yè)、林業(yè)廢棄物為主要原料，達(dá)到利用易得的原材料、普通的化工設(shè)備，生產(chǎn)出廉價(jià)的生物柴油。
利用農(nóng)業(yè)、林業(yè)廢棄物制取生物柴油的工藝方法是由自然干燥、破碎、烘干、粉碎、研磨、攪拌、反應(yīng)、蒸餾多道工序組成，其特征是a)組份配方及其含量(重量％)比農(nóng)業(yè)、林業(yè)廢棄物55-35；溶劑精蒽油或360-400℃的餾分油，占30；助劑甲醇或者十六醇，占9；添加劑水煤漿為煤、處理水按重量(％)比為1∶2，處理水為含30％的碳酸鈉Na2CO3溶液，占5-25；催化劑氯化鋁占1；b)原料農(nóng)業(yè)、林業(yè)廢棄物為玉米芯、稻殼、花生殼，以及各種農(nóng)作物秸桿和果實(shí)殼；林業(yè)采伐、集材后的樹(shù)枝、杈、樹(shù)頭、灌木、被砸倒的樹(shù)木、落葉、枝條，以及木材加工的木屑、鋸末、樹(shù)皮；可只選用一種物料，或者多種混合料均可；c)溶劑首次運(yùn)行采用精蒽油；連續(xù)運(yùn)行時(shí)，循環(huán)利用蒸餾工序360-400℃的中間餾分油；d)工藝方法是將廢棄物進(jìn)入研磨工序前，應(yīng)將自然干燥后的物料進(jìn)行破碎，破碎粒度≤6cm；之后，轉(zhuǎn)入烘干工序，溫度為100℃，時(shí)間為24小時(shí)，水份含量≤4％；接著，經(jīng)高性能粉碎機(jī)粉碎，粒度60目，并經(jīng)研磨機(jī)研磨，粒度應(yīng)為120目；之后，轉(zhuǎn)入攪拌工序，并把溶劑、助劑、催化劑都加入到攪拌器內(nèi)充分?jǐn)嚢?0-15分鐘，接著轉(zhuǎn)入反應(yīng)工序；生產(chǎn)水煤漿時(shí)，先將自然干燥后、水份含量≤5％的煤炭轉(zhuǎn)入粉碎工序，粒度為200目；接著，將含有30％的碳酸鈉Na2Co3的處理水溶液，按重量(％)比，煤與處理水為1∶2的比例加入到攪拌器進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，即生產(chǎn)出水煤漿；把水煤漿用高壓泵先送至反應(yīng)釜內(nèi)，然后再把所需的各種物料轉(zhuǎn)入反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)釜加熱至250-400℃，壓力為10-28MPa，時(shí)間為30-120分鐘；蒸餾工序加熱至400℃，溫度在360℃的餾分物為生物柴油，溫度在360-400℃的餾分物作為工序所需的溶劑循環(huán)使用。
反應(yīng)溫度在300-350℃時(shí)，反應(yīng)壓力為16-25MPa，反應(yīng)時(shí)間為45-105分鐘。
本發(fā)明的積極效果是采用農(nóng)業(yè)、林業(yè)廢棄物為原料生產(chǎn)的生物柴油，原料易得，價(jià)格便宜；所需設(shè)備均為傳統(tǒng)的普通化工設(shè)備，建廠投資大幅度降低；建廠周期短、投產(chǎn)快，可近期取得經(jīng)濟(jì)效益；并可以緩解燃油緊張的現(xiàn)狀。


圖1為本發(fā)明的工藝方法流程圖。
具體實(shí)施例方式
對(duì)本發(fā)明的具體內(nèi)容，結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述如下實(shí)施例1生產(chǎn)生物柴油。首先備足所需各種物料，接著按本發(fā)明提供的組份配方及其含量(重量％)比，即農(nóng)業(yè)、林業(yè)廢棄物55、溶劑30、助劑9.0、催化劑1.0、添加劑5.0稱量所需各種物料，采用廢棄物花生殼、或者鋸末550kg，設(shè)備首次運(yùn)行，溶劑采用精蒽油300kg，助劑為甲醇90kg，催化劑氯化鋁10kg，添加劑水煤漿50kg；農(nóng)業(yè)、林業(yè)廢棄物花生殼或鋸末，首先要進(jìn)行預(yù)處理，廢棄物自然干燥后，破碎為粒度≤6cm，轉(zhuǎn)入溫室進(jìn)行烘干，室溫在100℃，干燥24小時(shí)，水份含量≤4％，接著應(yīng)經(jīng)高性能粉碎機(jī)粉碎，粒度為60目，進(jìn)入研磨機(jī)研磨后粒度為120目；制取添加劑水煤漿，應(yīng)事先將煤炭進(jìn)行自然干燥，水份含量≤5％，再進(jìn)行粉碎，粉碎粒度要求為200目；然后將煤與處理水混合攪拌，且應(yīng)攪拌均勻；煤與處理水的比例為1∶2，處理水為含有濃度30％的Na2Co3溶液，制成的水煤漿采用高壓泵輸入反應(yīng)釜備用；接著將預(yù)處理后的物料廢棄物和溶劑、助劑、催化劑投入攪拌器中，使物料充分?jǐn)嚢杈鶆?，攪拌時(shí)間至少10分鐘，之后輸入反應(yīng)釜內(nèi)，反應(yīng)釜內(nèi)加熱至250℃，反應(yīng)壓力10MPa，反應(yīng)時(shí)間120分鐘，接著轉(zhuǎn)入蒸餾釜進(jìn)行蒸餾，加熱至400℃，切取360℃前的餾分油為生物柴油，360-400℃餾分油為溶劑，循環(huán)使用，余渣為木質(zhì)碳，經(jīng)粉碎成碳粉可作農(nóng)田土質(zhì)疏松劑。
本發(fā)明產(chǎn)成品生物柴油的各項(xiàng)技術(shù)性能，經(jīng)檢測(cè)均達(dá)到國(guó)家規(guī)定柴油技術(shù)性能標(biāo)準(zhǔn)；選用農(nóng)用柴油車作路面起動(dòng)、運(yùn)行、負(fù)載、爬坡試驗(yàn)，效果良好，頗受用戶歡迎。
實(shí)施例2備齊所需原材料制取生物柴油。依據(jù)本發(fā)明提供的組份重量(％)比農(nóng)業(yè)、林業(yè)廢棄物50、溶劑30、助劑9、催化劑1、添加劑10，稱量各種物料，廢棄物采用棉籽殼或樹(shù)梢500kg，助劑采用甲醇90kg，催化劑氯化鋁10kg，溶劑采用蒸餾工序360-400℃的餾分油300kg循環(huán)使用，添加劑水煤漿100kg；廢棄物經(jīng)預(yù)處理后和溶劑、助劑、催化劑一起轉(zhuǎn)入攪拌器，攪拌10分鐘，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝筠D(zhuǎn)入反應(yīng)工序，先將水煤漿用高壓泵輸入反應(yīng)釜內(nèi)，然后再將攪拌均勻的廢棄物及所有物料輸入反應(yīng)釜內(nèi)；反應(yīng)工序加熱至280℃，反應(yīng)壓力15MPa，反應(yīng)時(shí)間110分鐘；其它各工序及工藝技術(shù)條件與實(shí)施例1相同。本工藝方法同樣可以生產(chǎn)出符合要求的生物柴油。
實(shí)施例3依據(jù)本發(fā)明提供的組份配方及其重量(％)比，備齊原材料，生產(chǎn)生物柴油。
按組份配方(重量％)比，農(nóng)業(yè)、林業(yè)廢棄物45、溶劑30、助劑9、催化劑1、水煤漿15；稱量各物料，取玉米芯或者樹(shù)枝杈450kg，助劑十六醇90kg，催化劑氯化鋁10kg，水煤漿150kg，溶劑300kg，取蒸餾工序360-400℃的餾分油循環(huán)使用；各種物料經(jīng)預(yù)處理后，可將廢棄物、溶劑、助劑、催化劑投入到攪拌器中進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，攪拌時(shí)間為15分鐘；轉(zhuǎn)入反應(yīng)工序前，應(yīng)先將水煤漿用高壓泵輸入反應(yīng)釜內(nèi)，然后將充分?jǐn)嚢韬蟮膹U棄物及其混合物輸入反應(yīng)釜內(nèi)；反應(yīng)溫度300℃，反應(yīng)壓力16MPa，反應(yīng)時(shí)間105分鐘；其它工序及其工藝方法的技術(shù)參數(shù)均與實(shí)施例1相同。
實(shí)施例4依據(jù)本發(fā)明提供的組份配方重量(％)比，備齊各種物料生產(chǎn)生物柴油。農(nóng)業(yè)、林業(yè)廢棄物40、水煤漿20、溶劑30、助劑9、催化劑1；稱量各種物料，農(nóng)業(yè)、林業(yè)廢棄物豆稈或者樹(shù)木梢頭400kg、溶劑為蒸餾釜360-400℃餾分油300kg、助劑十六醇90kg、催化劑氯化鋁10kg，投入到攪拌器攪拌均勻；轉(zhuǎn)入反應(yīng)工序前先將水煤漿200kg輸入反應(yīng)釜內(nèi)，然后再將攪拌均勻后的農(nóng)業(yè)、林業(yè)廢棄物及其混合物輸入到反應(yīng)釜內(nèi)，反應(yīng)溫度350℃，反應(yīng)壓力25MPa，反應(yīng)時(shí)間45分鐘；其它各工序及其工藝技術(shù)參數(shù)均與前述實(shí)施例相同。
實(shí)施例5依據(jù)本發(fā)明提供的工藝方法制取生物柴油，農(nóng)業(yè)、林業(yè)廢棄物棉稈或者灌木350kg，溶劑是蒸餾釜循環(huán)餾分油300kg，助劑十六醇90kg，催化劑氯化鋁10kg，稱量后的物料投入到攪拌器，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝筮M(jìn)入反應(yīng)工序，在進(jìn)行反應(yīng)前先將水煤漿250kg用高壓泵輸入到反應(yīng)釜后，然后再將攪拌均勻后的農(nóng)業(yè)、林業(yè)廢棄物及其混合物輸入到反應(yīng)釜內(nèi)，反應(yīng)溫度400℃，反應(yīng)壓力28MPa，反應(yīng)時(shí)間30分鐘；其它工序及其工藝技術(shù)參數(shù)均與前述實(shí)施例相同，同樣可生產(chǎn)出合格的生物柴油。
實(shí)施例6依據(jù)本發(fā)明提供的工藝方法制取生物柴油，采用農(nóng)業(yè)、林業(yè)廢棄物稻稈、高梁稈、玉米稈、樹(shù)木、樹(shù)皮、落葉、枝各50kg，，共重350kg，助劑為甲醇90kg，催化劑氯化鋁10kg，溶劑為蒸餾工藝流程中360-400℃蒸餾的餾分油300kg，備齊各種物料，投入攪拌器，充分?jǐn)嚢杈鶆颍M(jìn)入反應(yīng)工序先將水煤漿250kg用高壓泵輸入反應(yīng)釜內(nèi)，然后再將攪拌均勻的農(nóng)業(yè)、林業(yè)廢棄物及其混合物輸入反應(yīng)釜內(nèi)，反應(yīng)溫度400℃，反應(yīng)壓力28MPa，反應(yīng)時(shí)間30分鐘；其它工序的各工藝條件均同上述實(shí)施例相同。
實(shí)踐證明，本發(fā)明原材料來(lái)源豐富、易得，價(jià)格低廉，所需設(shè)備均屬常規(guī)石化設(shè)備，造價(jià)低，設(shè)備投資少，產(chǎn)成品的使用與石油柴油相比，燃燒所產(chǎn)生的污染排放物少，有利于環(huán)境保護(hù)，更具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，推廣應(yīng)用前途廣闊。
權(quán)利要求
1.利用農(nóng)業(yè)、林業(yè)廢棄物制取生物柴油的工藝方法是由自然干燥、破碎、烘干、粉碎、研磨、攪拌、反應(yīng)、蒸餾多道工序組成，其特征是a)組份配方及其含量(重量％)比農(nóng)業(yè)、林業(yè)廢棄物55-35；溶劑精蒽油或360-400℃的餾分油，占30；助劑甲醇或者十六醇，占9；添加劑水煤漿為煤與處理水的混合物，煤、處理水按重量(％)比為1∶2，處理水為含30％的碳酸鈉Na2CO3溶液，占5-25；催化劑氯化鋁占1；b)原料農(nóng)業(yè)、林業(yè)廢棄物為玉米芯、稻殼、花生殼，以及各種農(nóng)作物秸桿和果實(shí)殼；林業(yè)采伐、集材后的樹(shù)枝、杈、樹(shù)頭、灌木、被砸倒的樹(shù)木、落葉、枝條，以及木材加工的木屑、鋸末、樹(shù)皮；可只選用一種物料，或者多種混合料均可；c)溶劑首次運(yùn)行采用精蒽油；連續(xù)運(yùn)行時(shí)，循環(huán)利用蒸餾工序360-400℃的中間餾分油；d)工藝方法是將廢棄物進(jìn)入研磨工序前，應(yīng)將自然干燥后的物料進(jìn)行破碎，破碎粒度≤6cm；之后，轉(zhuǎn)入烘干工序，溫度為100℃，時(shí)間為24小時(shí)，水份含量≤4％；接著，經(jīng)高性能粉碎機(jī)粉碎，粒度60目，并經(jīng)研磨機(jī)研磨，粒度應(yīng)為120目；之后，轉(zhuǎn)入攪拌工序，并把溶劑、助劑、催化劑都加入到攪拌器內(nèi)充分?jǐn)嚢?0-15分鐘，接著轉(zhuǎn)入反應(yīng)工序；生產(chǎn)水煤漿時(shí)，先將自然干燥后、水份含量≤5％的煤炭轉(zhuǎn)入粉碎工序，粒度為200目；接著，將含有30％的碳酸鈉Na2Co3的處理水溶液，按重量(％)比煤與處理水為1∶2的比例加入到攪拌器進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，即生產(chǎn)出水煤漿；把水煤漿用高壓泵先送至反應(yīng)釜內(nèi)，然后再把預(yù)處理完畢的各種物料轉(zhuǎn)入反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)釜加熱至250-400℃，壓力為10-28MPa，時(shí)間為30-120分鐘；蒸餾工序加熱至400℃，溫度在360℃的餾分物為生物柴油，溫度在360-400℃的餾分物作為工序所需的溶劑循環(huán)使用。
2.按照權(quán)利要求1所述的利用農(nóng)業(yè)、林業(yè)廢棄物制取生物柴油的方法，其特征是反應(yīng)溫度300-350℃，反應(yīng)壓力為16-25MPa，反應(yīng)時(shí)間為45-105分鐘。
全文摘要
利用農(nóng)業(yè)、林業(yè)廢棄物制取生物柴油的工藝方法，涉及能源領(lǐng)域。針對(duì)生物柴油研究存在工藝復(fù)雜、成本高、造價(jià)昂貴等諸多缺陷，發(fā)明了生產(chǎn)生物柴油的新方法；它是由自然干燥、粉碎、攪拌、反應(yīng)、蒸餾多道工序組成，特征是組份配方及其含量(重量％)比，農(nóng)業(yè)、林業(yè)廢棄物55－35、溶劑30、助劑9、催化劑1、添加劑5－25；原料為農(nóng)業(yè)、林業(yè)廢棄物，樹(shù)木枝葉；稻稈、棉籽殼等，用一種或多種；溶劑為精蒽油，助劑為甲醇，催化劑為氯化鋁，添加劑為水煤漿，所需物料攪拌后，再經(jīng)過(guò)反應(yīng)、蒸餾工序，即可制取生物柴油。在農(nóng)用車上進(jìn)行路面試用，效果良好，頗受用戶歡迎。
文檔編號(hào)C10G1/02GK1818024SQ20061004599
公開(kāi)日2006年8月16日 申請(qǐng)日期2006年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月8日
發(fā)明者任春山 申請(qǐng)人:任春山