專利名稱：一種將藻類水熱液化制備液體燃料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于新能源技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種將藻類水熱液化制備液體燃料的方法。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，對(duì)能源的需求越來越緊迫，然而，傳統(tǒng)化石燃料如石油等正 在日趨耗竭，同時(shí)，化石燃料的大量使用也引起了許多環(huán)境問題，如大氣污染、酸雨、全球 變暖、局部生態(tài)平衡破壞等等，因此，尋求環(huán)境友好的可再生能源是目前世界各國在發(fā)展中 面臨的重大課題。
生物質(zhì)燃料作為一種清潔可再生能源，近年來受到了越來越多的重視。生物質(zhì)高溫(>500 'C)熱解可快速轉(zhuǎn)化獲得液體燃料生物油，目前研究最多的主要是秸稈、木材類等木質(zhì)纖維原 料，這類原料的生長需要占用大量土地，而且其熱解成油要求有很高的溫度。藻類是一類水 生植物，具有生長繁殖速度快，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，不占用土地等突出優(yōu)點(diǎn)，而且含有豐富的 蛋白質(zhì)、脂類、多糖等，不含木質(zhì)素，在較低溫度下易熱解，且可得到較木質(zhì)纖維原料更為 優(yōu)質(zhì)的生物油。
公開號(hào)為CN1446883A的發(fā)明專利申請(qǐng)中提出了一種快速熱解微藻來制備生物質(zhì)燃油的 方法，專利號(hào)為01136699的發(fā)明專利也以藻類為原料進(jìn)行熱解來制備油氣燃料，公開號(hào)為 CN101033405A的發(fā)明專利申請(qǐng)用快速熱解大型海藻來制備液體燃料和氣體燃料等，這些專 利申請(qǐng)所用的轉(zhuǎn)化方法都是高溫?zé)峤?，藻類在收集后還要進(jìn)行干燥、粉碎等，需消耗大量能 量，而直接水熱液化的方法則無需干燥且液化所需溫度較低等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種將藻類水熱液化制備液體燃料的方法，其主要步驟如下
(1) 收集藻類，直接(或預(yù)處理后)倒入高壓反應(yīng)釜內(nèi)，并加水混合使形成固液比為
1:100 50:100的藻液；
(2) 向反應(yīng)釜內(nèi)充入0 6MPa的N2，攪拌并升溫至200 45(TC并保持5 120min，迅速冷 卻至室溫，收集反應(yīng)混合物；
(3) 用二氯甲烷、氯仿、四氯化碳等有機(jī)溶劑對(duì)混合物進(jìn)行萃取和抽提，分離并過濾有 機(jī)相，除去有機(jī)溶劑即得到生物油，有機(jī)溶劑可以回收、循環(huán)使用。其中，對(duì)于微藻，通過離心濃縮收集后直接液化處理；對(duì)于大型藻類，收集后先進(jìn)行預(yù) 處理，主要是洗滌去除泥沙等雜質(zhì)，剪切破碎等，再加入一定量的水調(diào)成漿液。
藻類等含有較高的水分(80~卯％)，采用熱解的轉(zhuǎn)化方法生產(chǎn)生物油，通常需要先將藻 液制成干燥的藻粉，這就需要消耗大量的能量。水熱液化法則無需干燥，通過直接液化或破 碎調(diào)漿后加熱液化，能量消耗相對(duì)較低，且有機(jī)溶劑可回收、循環(huán)使用等。藻類生長繁殖速 度快，不占用土地，可利用池塘、沿海海域等大量人工養(yǎng)殖收獲進(jìn)行利用。此外，由于我國 大多數(shù)湖泊水體已富營養(yǎng)化，而由此引起的"水華"即藻類爆發(fā)如太湖藍(lán)藻的數(shù)次爆發(fā)等會(huì) 產(chǎn)生大量的藻類污染廢棄物，若采用水熱液化法處理，既可快速去除藻類污染物，又可實(shí)現(xiàn) 資源化利用。
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明，但不是對(duì)本發(fā)明的限定。 實(shí)施例1
以大型藻類為原料，將大型海藻滸苔洗滌除雜，瀝水風(fēng)干后剪切磨碎，取20g滸苔粉倒 入250ml高壓反應(yīng)釜內(nèi)并加入150ml蒸餾水，攪拌調(diào)成漿液，向反應(yīng)釜充入3MPa N2，邊攪 拌邊升溫至30(TC，保持30min，通自來水使冷卻至室溫，倒出反應(yīng)混合物，并用CH2Cl2清 洗釜腔；以釜腔清洗液和150mlCH2Cl2對(duì)混合物進(jìn)行萃取和抽提，分離萃取抽提液，用布氏 漏斗過濾CH2Cl2相，再減壓蒸餾回收CH2C12即得生物油。
實(shí)施例2
將大型海藻滸苔洗滌除雜，瀝水風(fēng)干后剪切磨碎，取20g滸苔粉倒入250ml高壓反應(yīng)釜 內(nèi)并加入120ml蒸餾水，攪拌調(diào)成漿液，邊攪拌邊升溫至20(TC，保持120min，通自來水使 冷卻至室溫，倒出反應(yīng)混合物，并用CH2Cl2清洗釜腔；以釜腔清洗液和120mlCH2Cl2對(duì)混合 物進(jìn)行萃取和抽提，分離萃取抽提液，用布氏漏斗過濾CH2Cl2相，再減壓蒸餾回收CH2C12 即得生物油。
同樣的方法可運(yùn)用于石莼、馬尾藻、海帶、紫菜等其他常見大型海藻的水熱液化。 實(shí)施例3
以微藻為原料，取適量的銅綠微囊藻液，對(duì)銅綠微囊藻液進(jìn)行離心濃縮即得到濕藻，取 20g藻泥(含水量在80%~90%)倒入250ml高壓反應(yīng)釜內(nèi)，向反應(yīng)釜充入3MPaN2，邊攪拌 邊升溫至450。C，保持30min，通自來水使冷卻至室溫，倒出反應(yīng)混合物，并用CH2Cl2對(duì)混
合物進(jìn)行萃取和抽提，分離萃取抽提液，用布氏漏斗過濾CH2Cb相，再減壓蒸餾回收CH2Cl2即得生物油。 實(shí)施例4
取適量的銅綠微囊藻液，對(duì)銅綠微囊藻液進(jìn)行離心濃縮即得到濕藻，取20g藻泥(含水 量在80%~90%)倒入250ml高壓反應(yīng)釜內(nèi)，向反應(yīng)釜充入6MPaN2，邊攪拌邊升溫至280°C， 保持30min，通自來水使冷卻至室溫，倒出反應(yīng)混合物，并用氯仿對(duì)混合物進(jìn)行萃取和抽提， 分離萃取抽提液，用布氏漏斗過濾氯仿相，再減壓蒸餾回收氯仿即得生物油。
同樣的方法可運(yùn)用于小球藻、葡萄球藻、螺旋藻、鹽藻等其他常見淡水和咸水微藻的水 熱液化。
權(quán)利要求
1.一種將藻類水熱液化制備液體燃料的方法，其主要步驟如下(1)收集藻類，倒入高壓反應(yīng)釜內(nèi)，加水混合使形成固液比為1∶100～50∶100的藻液；其中，對(duì)于微藻，通過離心濃縮收集后可直接倒入高壓反應(yīng)釜；對(duì)于大型海藻，先進(jìn)行洗滌、去除雜質(zhì)、剪切破碎的預(yù)處理后再倒入高壓反應(yīng)釜；(2)向高壓反應(yīng)釜內(nèi)充入0～6MPa的N2，攪拌并升溫至200～450℃并保持5～120min，迅速冷卻至室溫，收集反應(yīng)混合物；(3)用有機(jī)溶劑對(duì)混合物進(jìn)行萃取和抽提，分離并過濾有機(jī)相，除去有機(jī)溶劑即得到生物油，有機(jī)溶劑可以回收、循環(huán)使用。
2. 如權(quán)利要求1所述的液化方法，其特征在于，所述的用于萃取和抽提的有機(jī)溶劑為二氯甲烷、氯仿或四氯化碳。
3. 如權(quán)利要求1所述的將藻類水熱液化制備液體燃料的方法，其特征在于所述藻類為常見大型海藻、常見淡水或咸水微藻，包括滸苔、石莼、馬尾藻、海帶、紫菜、微囊藻、小球藻、葡萄球藻、螺旋藻和鹽藻。
全文摘要
本發(fā)明屬于新能源技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種將藻類水熱液化制備液體燃料的方法。首先將收集的藻類預(yù)處理或直接倒入高壓反應(yīng)釜內(nèi)并使形成一定固液比的藻液，向反應(yīng)釜內(nèi)充入一定壓力的惰性氣體，攪拌并升溫至200～450℃，保持5～120min，迅速冷卻至室溫，收集反應(yīng)混合物，用有機(jī)溶劑對(duì)混合物進(jìn)行萃取和抽提，分離并過濾有機(jī)相，除去有機(jī)溶劑即得到生物油。本方法適用于各種藻類包括大型藻類和微藻，由于藻類具有生長繁殖速度快，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，不占用土地等突出優(yōu)點(diǎn)，可大規(guī)模人工培養(yǎng)，收獲后不需干燥處理等，所以本發(fā)明提出的方法可作為一種獲得環(huán)境友好的可再生能源的途徑，并可作為對(duì)水體富營養(yǎng)化產(chǎn)生的藻類污染廢棄物的資源化利用方式。
文檔編號(hào)C10L1/00GK101591573SQ200910054288
公開日2009年12月2日 申請(qǐng)日期2009年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月2日
發(fā)明者付洪波, 東 周, 良 張, 張士成, 陳建民 申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué)