專利名稱::磷類催化劑在生物質制備生物燃油中的應用的制作方法
技術領域:
:本發明是關于生物質綜合利用
技術領域:
,特別涉及磷類催化劑在生物質低溫制備生物燃油中的應用。FundaAte§,Ay§eE.Piitiin,ErsanPiitiin,在《J.Anal.Appl.Pyrolysis》(73(2005)29304)"Catalyticpyrolysisofprennialshrub,jEwptorWainthewatervapouratmosphere"—文中披露了在飽和水蒸氣條件下催化熱解^p/wrZ)/ar—^^t^^f^"激人當使用的Co-Mo催化劑的含量達到20%時,得到最大產量為42.56X的生物油,生物油中含有較多的極性物質。ErsanPiitiin,Ba§akBurcuUzun,Ay§eErenPiitiin,在《biomass&bioenergy》"Productionofbio-fiielsfromcottonseedcakebycatalyticpyrolysisundersteamatmosphere"—文中披露了蒸氣催化熱解棉子餅過程中,使用20%(占原料質量)硅酸鹽作催化劑時,所得到的生物油最大產量為31%,氧含量為11%14%。FundaAte§,Ay§eE.Piitiin,ErsanPiitiin,在《fuel》,Pyrolysisoftwodifferentbiomasssamplesinfixed-bedreactorcombinedwithtwodifferentcatalysts—文中披露了兩種商業催化劑DHC-32和HC-K1.3Q在熱解Euphorbiarigida和芝麻桿中所得到的生物油的產量和性質。其結果為當使用占原料質量10%的催化劑,對于兩種生物質的熱解所得到的生物油的產量最大分別為26.1%,27.55%和26.5%,28.2%,氧含量為13.45%23.05%。另外,磷礦石的種類繁多,我國磷礦石的基本類型如表一所示。具體有獨居石又稱磷鈰鑭礦、磷釔石、磷灰石、氟磷灰石、氯磷灰石、羥磷灰石、碳磷灰石、碳氯鉛礦、磷鋁石、綠松石、藍鐵礦、銅鈾云母、鈣鈾云母等。其化學制品用途極其廣泛,如表二所示,但綜合國內外文獻,直接將其作為催化劑之一,應用于生物質熱轉化制備燃料以及可燃氣,還未曾有過報道。
背景技術:
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發明內容本發明的目的是為了克服現有技術中將生物質熱轉化制備生物燃料以及可燃氣所采用的催化劑結構復雜,以及催化劑難以制備或購買,催化劑產品價格昂貴,成本高且所得到的生物石油的氧含量高,組分中含有較多的極性物質,進一步分離較困難的不足,而使用磷類催化劑作為生物質熱轉化制備生物燃油(汽油、柴油、煤油餾份為主)及可燃氣的催化劑,所獲得的生物燃油的熱值約是3046MJ/kg,氧含量<6%。本發明的磷類催化劑在生物質制備生物燃油中的應用,是將磷類催化劑作為生物質制備生物燃油的催化劑,由生物質制備出生物燃油及可燃氣。本發明的磷類催化劑在生物質制備生物燃油中的應用,向經過粉碎、篩選的生物質原料中加入少量水,其中水與生物質原料的重量比是0.11.5,再加入磷類催化劑,磷類催化劑中的磷元素的含量占生物質原料重量的0.0510%,將生物質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或預熱氣體補充的條件下,升溫速率260'C/min,反應溫度在30060(TC之間,收集所產生的氣體,該氣體為可燃氣,可燃氣的主要成分包含H2、CH4、CO等,可燃氣的產率約為4070%;對剩余的渣滓進行常壓蒸餾處理,收集60450。C的餾分,得到較高熱值(熱值是3046MJ/kg),低氧含量(<6%)的生物燃油(組分包含汽油、柴油、煤油餾份),其產量達1020%。所述的生物質原料是農作物秸稈、草本植物、木本植物或它們的任意混合物。所述的農作物秸稈、草本植物、木本植物的長度小于30mm,優選長度為0.530mm。所述的農作物秸稈選自稻草、麥草、玉米秸稈、大豆秸稈、棉花秸稈、紅薯秧等中的-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。所述的生物燃油的熱值是3046MJ/kg,氧含量<6%。所述的磷類催化劑選自單質磷、磷的化合物、含磷礦石、單質磷與其它金屬的混合物、磷的化合物與其它金屬的混合物、含磷礦石與其它金屬的混合物中的一種或一種以上的混合物;其中,單質磷與其它金屬的混合物、磷的化合物與其它金屬的混合物或含磷礦石與其它金屬的混合物的催化劑在使用時,其它金屬分別占原料重量的0.0510%。所述的磷單質選自粒徑小于100目的紅磷、黃磷、白磷中的一種或一種以上的混合物。所述的磷的化合物選自磷酸、磷酸鈉、三聚磷酸鈉、五氧化二磷、磷銨、五硫化二磷、磷酸鈣、三氯化磷、五氯化磷、磷酸銨等中的一種或一種以上的混合物。所述的金屬選自粒徑小于100目的Fe、Mn、Al、Ni、Zn、Mg、Ni/Al等中的一種或一種以上的混合物。所述的含磷礦石選自粒徑小于100目的磷鈰鑭礦、磷釔石、磷灰石、氟磷灰石、氯磷灰石、羥磷灰石、碳磷灰石、碳氯鉛礦、磷鋁石、綠松石、藍鐵礦、銅鈾云母、鈣鈾云母等中的一種或一種以上的混合物。本發明的磷類催化劑在生物質轉化生物燃油中的應用,以水作介質,其中水與生物質原料的重量比是0.11.5,混合均勻后加入到密閉的反應釜或反應器中,將不同生物質與上述催化劑均勻混合,在較低溫度下(30060(TC)直接由生物質制備出具有較高熱值(熱值是3046MJ/kg),低氧含量(<6%)的生物燃油(組分包含汽油、柴油、煤油餾份)及可燃氣。可燃氣的主要成分是H2、CH4、CO等。本發明的創新性主要是以磷類催化劑作為生物質制備生物燃油的催化劑。磷類催化劑用量少,廉價易得;以少量水作為介質,在相對較低的溫度條件下由生物質熱轉化制備與石油性質和組分(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。下面結合實施例和附圖對本發明作進一步說明。圖l.本發明實施例1所得到的生物燃油樣品的色譜分析圖。具體實施例方式實施例1.5g稻草粉(0.50.8mm長)與lml水混合均勻,加入占原料重量的0.05wt%的紅磷、0.5wt^的錳、1.5wt^的Ni/Al催化劑,其中各種催化劑粉末粒徑小于100目,混合均勻,壓實入10ml微型密閉反應釜中,以25°C/min的升溫速率升溫至32(TC,保持1小時,收集所產生的可燃氣,結束反應。待反應冷卻,將渣滓進行常壓蒸餾,溫度升至45(TC得到生物燃油液體。可燃氣產量占原料的60%,生物燃油的產量為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。通過質譜峰分析的結果,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、十三垸、十四烷、十五烷、十六垸、十七烷、十八垸、十九烷、二十垸、二十一烷、二十二烷、甲基環己烷、丙基環戊烷、環戊烷、1,2,3-三甲基-環戊烯、2-乙基-3-甲基環戊烯、苯、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、l-乙基-2、3-二甲基苯、2-丁烯基苯、3甲基一2丁基苯、1,4,6-三甲基萘等。(2)含氧化合物主要有苯酚、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2.5g玉米稈粉碎成粉(1.01.5mm長)與4ml水混合均勻,加入占原料重量15wtc/。的P20s,1.2wte/。的Mn的混合粉末作催化劑,其中各種催化劑粉末粒徑小于100目,壓實入10ml密閉的反應釜中,以10°C/min的升溫速率升溫至400。C,保持1.5小時,收集所產生的可燃氣,結束反應。待反應冷卻,將渣滓進行常壓蒸餾,溫度升至42(TC得到生物燃油液體。可燃氣產量占原料的55%,生物燃油的產量約為13%,熱值為38.9MJ/kg,氧含量<6%。實施例3.5g大豆秸稈粉碎成粉(1015mm長)與3ml水混合均勻,加入占原料重量18wtM的低氟磷灰石,3.5wtQ/。的鐵粉的混合粉末作催化劑,其中各種催化劑粉末粒徑小于100目,壓實入10ml密閉的反應釜中,以4(TC/min的升溫速率升溫至38(TC,保持2小時,收集所產生的可燃氣,結束反應。待反應冷卻,將渣滓進行常壓蒸餾,溫度升至40(TC時得到生物燃油液體。可燃氣產量占原7料的65%,生物燃油的產量約為18%,熱值為39.8MJ/kg,氧含量<6%。實施例4.40g稻草粉(5.510mm長)與28ml水混合均勻,加入占原料重量8.5wt%偏磷酸鈉、1.2wtQ/。的Mn的混合粉末作催化劑,其中錳粉末粒徑小于100目,壓實入100ml密閉的反應釜中,以10'C/min的升溫速率升溫至40(TC,保持1.5小時,收集所產生的可燃氣,結束反應。待反應冷卻,將渣滓進行常壓蒸餾,溫度升至40(TC得到生物燃油液體。可燃氣產量占原料的70%,生物燃油的產量約為20%。熱值為40.1MJ/kg,氧含量<6%。實施例5.30g紅薯秧粉碎后(1825mrn長)與22ml水混合均勻,加入占原料重量5.1wtn/。的PCls、1.1wt。/。的Zn、Uwt。/。的Ni的混合粉末作催化劑,其中鋅、鎳粉末粒徑小于100H,壓實入100ml密閉的反應釜中,以7t:/min的升溫速率升溫至40CTC,保持1.5小時,收集所產生的可燃氣,結束反應。待反應冷卻,將渣滓進行常壓蒸餾,溫度升至45(TC得到生物燃油液體。可燃氣產量占原料的58%,生物燃油的產量約為16%。熱值為39.2MJ/kg,氧含量<6%。實施例6.20g麥草粉(1020mm長)與10ml水混合均勻,加入占原料重量7.8wt%的次亞磷酸、1.2wt。/。的Mn、1.2wto/。的Fe的混合粉末作催化劑,其中錳、鐵粉末粒徑小于100目,壓實入50ml密閉的反應釜中,以15°C/min的升溫速率升溫至42(TC,保持1.5小時,收集所產生的可燃氣,結束反應。待反應冷卻,將渣滓進行常壓蒸餾,溫度升至39(TC得到生物燃油液體。可燃氣產量占原料的60%,生物燃油的產量約為15%。熱值為40.1MJ/kg,氧含量<6%。實施例7.30g木屑(2.810mm長)與15ml水混合均勻,加入占原料重量12wt。/。的含磷藍鐵礦,.2wt^的Mn混合粉末作催化劑,其中各種催化劑粉末粒徑小于100目,壓實入100ml密閉的反應釜中,以30°C/min的升溫速率升溫至450°C,保持1.5小時,收集所產生的可燃氣,結束反應。待反應冷卻,將渣滓進行常壓蒸餾,溫度升至40(TC得到生物燃油液體。可燃氣產量占原料的57%,生物燃油的產量約為15%。熱值為37.8MJ/kg,氧含量<6%。實施例8.40g樹木落葉粉碎(2.810mm長)與30ml水混合均勻,加入占原料重量16wtX的磷鋁石,1.5wtY。的Mg的混合粉末作催化劑,其中各種催化劑粉末粒徑小于100目,壓實入100ml密閉的反應釜中,以5"/min的升溫速率升溫至420'C,保持1小時,收集所產生的可燃氣,結束反應。待反應冷卻,將渣滓進行常壓蒸餾,溫度升至45(TC得到生物燃油液體。可燃氣產量占原料的56°/。,生物燃油的產量約為20%。熱值為38.8MJ/kg,氧含量<6%。35g蘆葦粉碎(1.810mm長)與40ml水混合均勻,加入占原料重量0.2wt。/。的紅磷、18wtn/。磷釔石的混合粉末作催化劑,其中各種催化劑粉末粒徑小于100目,壓實入100ml密閉的反應釜中,以7°C/min的升溫速率升溫至38(TC,保持1小時,收集所產生的可燃氣,結束反應。待反應冷卻,將澄滓進行常壓蒸餾,溫度升至42(TC得到生物燃油液體。可燃氣產量占原料的55%,生物燃油的產量約為18%。熱值為37.2MJ/kg,氧含量<6%。實施例10.40g草坪的草屑粉碎(2.010mm長)與28ml水混合均勻,加入占原料重量15wtc/。的含磷碳氯鉛礦、10wtn/。的鐵的混合粉末作催化劑,其中各種催化劑粉末粒徑小于100n,壓實入100ml密閉的反應釜中,以2(TC/min的升溫速率升溫至500'C,保持1小時,收集所產生的可燃氣,結束反應。待反應冷卻,將渣滓進行常壓蒸餾,溫度升至45(TC得到生物燃油液體。可燃氣產量占原料的62%,生物燃油的產量約為18%。熱值為39.1MJ/kg,氧含量<6%。25g玉米秸稈粉碎(2.210mm長)與15ml水混合均勻,加入占原料重量10wt^獨居石、2.0wf/。的鐵的混合粉末作催化劑,其中各種催化劑粉末粒徑小于100H,壓實入100ml密閉的反應釜中,以2(TC/min的升溫速率升溫至35(TC,保持1小時,收集所產生的可燃氣,結束反應。待反應冷卻,將渣滓進行常壓蒸餾,溫度升至45(TC,得到生物燃油液體。可燃氣產量占原料的實施例9.50%,生物燃油的產量約為15%。熱值為38MJ/kg,氧含量<6%。實施例12.40g小麥秸稈粉碎(2.58mm長)與28ml水混合均勻,加入占原料重量13wtX氯磷灰石、0.05^1%的鋅的混合粉末作催化劑,其中各種催化劑粉末粒徑小于100tj,壓實入100ml密閉的反應釜中,以15。C/min的升溫速率升溫至350"C,保持1小時,收集所產生的可燃氣,結束反應。待反應冷卻,將渣滓進行常壓蒸餾,溫度升至40(TC,得到生物燃油液體。可燃氣產量占原料的54%,生物燃油的產量約為12%。熱值為35.7MJ/kg,氧含量<6%。實施例13.30g紅薯秧粉碎(2.410mm長)與18ml水混合均勻,加入占原料重量14wtM羥磷灰石、1.5wt%鋁的混合粉末作催化劑,其中各種催化劑粉末粒徑小于100目,壓實入100ml密閉的反應釜中,以17。C/mhi的升溫速率升溫至50(TC,保持1小時,收集所產生的可燃氣,結束反應。待反應冷卻,將渣滓進行常壓蒸餾,溫度升至450'C得到生物燃油液體。可燃氣產量占原料的55%,生物燃油的產量約為20%。熱值為40.1MJ/kg,氧含量<6%。實施例14.10g棉花秸稈粉碎(3.210mm長)與3ml水混合均勻,加入占原料重量11wt^的碳磷灰石、1.5wtn/。的磷酸鈣的混合粉末作催化劑,其中催化劑粉末粒徑小于100F!,壓實入100ml密閉的反應釜中,以25'C/min的升溫速率升溫至45(TC,保持1小時,收集所產生的可燃氣,結束反應。待反應冷卻,將渣滓進行常壓蒸餾,溫度升至45(TC得到生物燃油液體。可燃氣產量占原料的56.8%,生物燃油的產量約為19.2%。熱值為38.7MJ/kg,氧含量<6%。實施例15.30g木屑粉碎(2.510mm長)與28ml水混合均勻,加入占原料重量13.5wte/。綠松石、2.2wtXMn02的混合粉末作催化劑,其中催化劑粉末粒徑小于100目,壓實入100ml密閉的反應釜中,以10°C/min的升溫速率升溫至320°C,保持1小時,收集所產生的可燃氣,結束反應。待反應冷卻,將渣滓進行常壓蒸餾,溫度升至450'C,得到生物燃油液體。可燃氣產量占原料的51.6。/。,生物燃油的產量約為18.8%。熱值為37.8MJ/kg,氧含量<6%。實施例16.30g的戸蘋粉碎(2.710mm長)與12ml水混合均勻,加入占原料重量12wt。/。的銅鈾云母、1.8wtn/c的金屬鐵的混合粉末作催化劑,其中催化劑粉末粒徑小于100目,壓實入100ml密閉的反應釜中,以15。C/min的升溫速率升溫至50(TC,保持1小時,收集所產生的可燃氣,結束反應。待反應冷卻,將渣滓進行常壓蒸餾,溫度升至45(TC,得到生物燃油液體。可燃氣產量占原料的68%,生物燃油的產量約為17.2%。熱值為42.2MJ/kg,氧含量<6%。實施例17.40g稻草秸稈粉碎(2.010mm長)與28ml水混合均勻,加入占原料重量16wty。的鈣鈾云母、2.4wtM的鐵的混合粉末作催化劑,其中催化劑粉末粒徑小于100目,壓實入100ml密閉的反應釜中,以20。C/min的升溫速率升溫至500°C,保持1小時,收集所產生的可燃氣,結束反應。待反應冷卻,將渣滓進行常壓蒸餾,溫度升至450°C,得到生物燃油液體。可氣產量占原料的65%,生物燃油的產量約為16.8%。熱值為37.8MJ/kg,氧含量<6%。實施例18.35g大豆秧粉碎(2.010mm長)與20ml水混合均勻,加入占原料重量10wt。/。的磷酸鈉、2.6wtn/。的鎳的混合粉末作催化劑,其中鎳粉末粒徑小于IOO目,壓實入100ml密閉的反應釜中,以18°C/min的升溫速率升溫至50(TC,保持1小時,收集所產生的可燃氣,結束反應。待反應冷卻,將渣滓進行常壓蒸餾,溫度升至45(TC,得到生物燃油液體。可燃氣產量占原料的59.8%,生物燃油的產量約為14%。熱值為37.4MJ/kg,氧含量<6%。實施例19.15§草坪的草屑粉碎(3.21011101長)與5ml水混合均勻,加入占原料寬量10wtn/。的五硫化磷、1.5wte/。的Si02的混合粉末作催化劑,其中Si02粉末粒徑小于100目,壓實入lOOml密閉的反應釜中,以2(TC/min的升溫速率升溫至50(TC,保持1小時,收集所產生的可燃氣,結束反應。待反應冷卻,將渣滓進行常壓蒸餾,溫度升至45(TC,得到生物燃油液體。可燃氣產量占原料的60.8%,生物燃油的產量約為19.5%。熱值為41.8MJ/kg,氧含量<6%。實施例20.5g玉米秧粉碎(2..510111111長)與1.5ml水混合均勻,加入占原料重量9.5wt。/。的三氯化磷、1.5wt。/。的鐵的混合粉末作催化劑,其中鐵粉末粒徑小于100目,壓實入100ml密閉的反應釜中,以18°C/min的升溫速率升溫至500°C,保持1小時,收集所產生的可燃氣,結束反應。待反應冷卻,將渣滓進行常壓蒸餾,溫度升至450°(:,得到生物燃油液體。可燃氣產量占原料的63.8%,生物燃油的產量約為16.8%。熱值為43.8MJ/kg,氧含量<6%。實施例21.35g落葉粉碎(2.010mm長)與28ml水混合均勻,加入占原料重量5.6wt。/。的三聚磷酸銨、1.8wt^的錳的混合粉末作催化劑,其中錳粉粒徑小于100目,壓實入100ml密閉的反應釜中,以2。C/min的升溫速率升溫至500°C,保持1小時,收集所產生的可燃氣,結束反應。待反應冷卻,將渣滓進行常壓蒸餾,溫度升至45(TC,得到生物燃油液體。可燃氣產量占原料的57.8%,生物燃油的產量約為18.5%。熱值為44.5MJ/kg,氧含量<6%。實施例22.15g馬鈴薯秧粉碎(4.010mm長)與28ml水混合均勻,加入占原料重量11wtM的磷酸氫二鈉、1.5wt^的金屬鐵的混合粉末作催化劑,其中鐵粉粒徑小于100H,壓實入100ml密閉的反應釜中,以2(TC/min的升溫速率升溫至500°C,保持l小時,收集所產生的可燃氣,結束反應。待反應冷卻,將渣滓進行常壓蒸餾,溫度升至45(TC,得到生物燃油液體。可燃氣產量占原料的66%,生物燃油的產量約為10%。熱值為35MJ/kg,氧含量<6%。實施例23.50g花生秧粉碎(1020mm長)與28ml水混合均勻,加入占原料重量12wtM的磷酸二氫鈉、1.5wtn/。的鎂的混合粉末作催化劑,其中鎂粉粒徑小于100目,壓實入100ml密閉的反應釜中,以15°C/min的升溫速率升溫至500°C,保持1小時,收集所產生的可燃氣,結束反應。待反應冷卻,將渣滓進行常壓蒸餾,溫度升至45(TC,得到生物燃油液體。可燃氣產量占原料的58%,生物燃油的產量約為15%。熱值為37.8MJ/kg,氧含量<6%。實施例2420g小麥粉碎(l.51Omm長)與8ml水混合均勻,加入占原料重量8.8wt%的磷酸氫二銨、2.5wtM的藍鐵礦的混合粉末作催化劑,其中藍鐵礦粉末粒徑小于100目,壓實入100ml密閉的反應釜中,以18t:/min的升溫速率升溫至5CKTC,保持1小時,收集所產生的可燃氣,結束反應。待反應冷卻,將渣滓進行常壓蒸餾,溫度升至450°C,得到生物燃油液體。可燃氣產量占原料的65.8%,生物燃油的產量約為13.8%。熱值為42.7MJ/kg,氧含量<6%。實施例25.30g高粱桿粉碎(2030mm長)與12ml水混合均勻,加入占原料重量0.2wto/。黃磷、1.5wte/。的鋅的混合粉末作催化劑,其中鋅粉末粒徑小于100H,壓實入100ml密閉的反應釜中,以8t:/miri的升溫速率升溫至500°C,保持1小時,收集所產生的可燃氣,結束反應。待反應冷卻,將渣滓進行常壓蒸餾,溫度升至45(TC,得到生物燃油液體。可燃氣產量占原料的40%,生物燃油的產量約為18.8%。熱值為38.4MJ/kg,氧含量<6%。實施例26.25g芝麻桿粉碎(3.010mm長)與10ml水混合均勻,加入占原料重量12wtW的磷酸二氫銨、1.8v^/。的鎂的混合粉末作催化劑,其中鎂粉末粒徑小于100目,壓實入100ml密閉的反應釜中,以10°C/min的升溫速率升溫至320°C,保持1小時,收集所產生的可燃氣,結束反應。待反應冷卻,將渣滓進行常壓蒸餾,溫度升至45(TC,得到生物燃油液體。可燃氣產量占原料的55%,生物燃油的產量約為15.8%。熱值為44MJ/kg,氧含量<6%。實施例27.15g苜蓿粉碎(2.010mm長)與5ml水混合均勻,加入占原料重量15wt%的磷酸氫鈣、1.5wty。的五氧化二磷的混合粉末作催化劑,壓實入100ml密閉的反應釜中,以l(TC/min的升溫速率升溫至38(TC,保持1小時,收集所產生的可燃氣,結束反應。待反應冷卻,將渣滓進行常壓蒸餾,溫度升至450°C,得到生物燃油液體。可燃氣產量占原料的50%,生物燃油的產量約為17.4%。熱值為38.8MJ/kg,氧含量<6%。實施例28.30g竹葉粉碎(2.010mm長)與10ml水混合均勻,加入占原料重量10wt。/。的焦磷酸鈉、1.2wty。的Mn02、1.5wt。/。的鐵的混合粉末作催化劑,其中鐵和Mn02粉末粒徑小于100目,壓實入100ml密閉的反應釜中,以60°C/min的升溫速率升溫至42(TC,保持1小時,收集所產生的可燃氣,結束反應。待反應冷卻,將渣滓進行常壓蒸餾,溫度升至45(TC,得到生物燃油液體。可燃氣產量占原料的65%,生物燃油的產量約為15%。熱值為41.8MJ/kg,氧含量<6%。表l我國主要磷礦石的工業類型<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>表2磷礦石制品的主要用途<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>權利要求1.一種磷類催化劑在生物質制備生物燃油中的應用,其特征是將磷類催化劑作為生物質制備生物燃油的催化劑,由生物質制備出生物燃油及可燃氣。2.根據權利要求1所述的應用,其特征是向經過粉碎、篩選的生物質原料中加入水,其中水與生物質原料的重量比是0.11.5,再加入磷類催化劑,磷類催化劑中的磷元素的含量占生物質原料重量的0.0510%,將生物質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26(TC/min,反應溫度在30060(TC之間,收集所產生的氣體,該氣體為可燃氣,對剩余的渣滓進行常壓蒸餾處理,收集6045(TC的餾分,得到生物燃油。3.根據權利要求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&、CH4、CO;所述的生物燃油包含汽油、柴油、煤油餾份,熱值是30463VU/kg,氧含量<6%。4.根據權利要求1或2所述的應用,其特征是所述的生物質原料是長度小于30mm的農作物秸稈、草本植物、木本植物或它們的任意混合物。5.根據權利要求4所述的應用,其特征是所述的農作物秸稈選自稻草、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戶蘋、荻葦、芒桿、竹子、草坪的草屑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。6.根據權利要求1或2所述的應用,其特征是所述的磷類催化劑選自單質磷、磷的化合物、含磷礦石、單質磷與其它金屬的混合物、磷的化合物與其它金屬的混合物、含磷礦石與其它金屬的混合物中的一種或一種以上的混合物;其中,單質磷與其它金屬的混合物、磷的化合物與其它金屬的混合物或含磷礦石與其它金屬的混合物中的其它金屬分別占原料重量的0.05腦。7.根據權利要求6所述的應用,其特征是所述的磷單質選自粒徑小于IOO目的紅磷、黃磷、白磷中的一種或一種以上的混合物。8.根據權利要求6所述的應用,其特征是所述的磷的化合物選自磷酸、磷酸鈉、三聚磷酸鈉、五氧化二磷、磷銨、五硫化二磷、磷酸鈣、三氯化磷、五氯化磷、磷酸銨中的一種或一種以上的混合物。9.根據權利要求6所述的應用,其特征是所述的金屬選自粒徑小于100目的Fe、Mn、Al、Ni、Zn、Mg、Ni/Al中的一種或一種以上的混合物。10.根據權利要求6所述的應用,其特征是所述的含磷礦石選自粒徑小于100目的磷鈰鑭礦、磷釔石、磷灰石、氟磷灰石、氯磷灰石、羥磷灰石、碳磷灰石、碳氯鉛礦、磷鋁石、綠松石、藍鐵礦、銅鈾云母、鈣鈾云母中的一種或一種以上的混合物。全文摘要本發明是關于生物質綜合利用
技術領域:
,特別涉及磷類催化劑在生物質低溫制備生物燃油中的應用。以磷類催化劑作為生物質制備生物燃油的催化劑,磷類催化劑用量少,廉價易得;以少量水作為介質,在相對較低的溫度條件下由生物質熱轉化制備與石油性質和組分(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。文檔編號C10G1/00GK101177613SQ20061011446公開日2008年5月14日申請日期2006年11月10日優先權日2006年11月10日發明者李金花,楊正宇,超王,都占魁申請人:中國科學院理化技術研究所