[发明专利]一种精制生物油的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物质能源转化技术领域，尤其涉及一种精制生物油的方法。

背景技术

生物质热解制取生物油是一项对解决当前能源和环境危机，尤其是应对液体燃料短缺较好的技术之一。生物质热解液化技术自上世纪80年代问世以来发展迅速，国际上现已研究开发出了多种热解反应器，有些已经进入示范应用阶段，如加拿大于2006年建成了日处理100吨木屑的热解液化工业示范装置，生物油产率在60wt％以上，油品用于燃烧发电。

我国自上世纪90年代中期沈阳农业大学最早开展生物质热解液化研究以来，该项技术获得了长足进步，如中国科学技术大学利用热解副产品炭粉和可燃气的燃烧热为热解热源，成功研制出处理能力从20kg/h到120kg/h不同规模的自热式热解液化试验装置，并建成一座处理能力为800kg/h的热解液化产业化装置，所产生物油被用于锅炉燃烧生产蒸汽。

生物油是一种微乳化液，其是在中温500～600℃，隔绝氧气的条件下将生物质颗粒迅速加热裂解，再迅速冷凝后得到的一种棕黑色液体。生物油的组成与结构十分复杂，且燃料特性尤其是热稳定性差，主要表现为：水分含量和氧含量高、粘度大、热值和挥发性低、具有酸性和腐蚀性、热稳定性和化学稳定性差、既无法直接作为内燃机燃料又不与化石燃油互溶。因此，生物油是一种低品位的液体燃料，需要经过精制加工才可以替代石油燃料在现有热力设备尤其是内燃机中使用。

目前虽然对生物油的精制技术有很多详细研究，每种技术有很多优点，但是由于生物油的独特性质，这些方法都只对模型化合物或生物油中部分组分有效。现有技术中生物油精制通常在200℃以上进行，解聚过程中生物油中的木质素低聚物极易发生炭化结焦，产生大量焦炭和焦油类化合物，并沉积在催化剂表面，覆盖催化剂活性位点，使催化剂失活，由此降低了生物油的解聚率。而上述木质素低聚物由于具有结构复杂、导热性差的缺点使得其不易发生解聚。

因此，将木质素低聚物催化解聚是精制生物油的关键，同时解聚方法对生物油中的其它大分子有机物也有效，最终达到精制生物油的目的。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种精制生物油的方法，该方法对生物油中的木质素低聚物具有较高的解聚率，由该方法制得的生物油的品位较高。

本发明公开了一种精制生物油的方法，包括：在光照的条件下，在可见光催化剂的作用下，生物油中的大分子有机物发生解聚。

优选的，所述可见光催化剂为负载型催化剂或掺杂型催化剂。

优选的，所述负载型催化剂的负载过渡元素为Fe、Ru、Co、Rh、Ni、Pt、Pd、Ag、Au、Zn或Cu；所述掺杂型催化剂掺杂的非金属为氮、硫、卤素或碳，过渡金属离子为Fe³⁺、Mo⁴⁺、Ru³⁺、Os³⁺、Re⁵⁺、V⁴⁺或Rh₃₊。

优选的，所述可见光催化剂的载体为TiO₂颗粒、TiO₂薄膜、SiO₂-TiO₂薄膜、Sb掺杂TiO₂薄膜、CdS、CdS-TiO₂复合半导体、ZnO和WO₃。

优选的，所述负载型催化剂为Pt-Ru/CdS-TiO₂。

优选的，所述光照的光源为太阳光。

优选的，所述光照的波长范围为0.32～4.0um。

优选的，所述光照的光功率为260～5000mw/cm³。

优选的，所述可见光催化剂与所述生物油的质量比为(1×10^-6～1×10^-2)：1。

优选的，所述解聚反应的反应温度为0～60℃，所述解聚反应的反应压力为0.001～2MPa。