[发明专利]一种海藻—稻壳分级水热液化制取生物油的装置及其方法

说明书

本发明涉及到一种海藻—稻壳分级水热液化制取生物油的装置及其方法，在一级反应釜中，加入部分氢气后，藻类生物质进行水热液化，30‑40分钟后，釜内温度与压力会达到亚临界条件，此时打开通气阀，将一级反应釜产生的气体通入置有稻壳与少量溶剂的二级反应釜，将放有稻壳的反应釜加热到超临界状态。该工艺中，未干燥藻类在亚临界状态下产生的水蒸气、烃、酯、酸等有机物，连同氢气一起通入稻壳的水热反应釜中，与稻壳水热产生的气体进行重组反应，利用两者共热解的协同作用特点，提高水热生物油的品质，同时不需要对藻类进行干燥，稻壳进行水热时也不需要额外添加溶剂，有效的降低了水热成本。

技术领域

本发明属于能源利用领域，涉及到生物质水热液化制取生物油的工艺和装置，特别涉及海藻—稻壳分级水热液化制取生物油的装置及其方法。

背景技术

为解决能源问题，我国对生物质能的研究陆续展开。目前生物质原料来源多种多样，但多面临着原料供应不足，原料成本高，原料与粮食作物的冲突以及转化工艺缺陷的问题。海藻生物质拥有巨大的开发潜力，它利用了广阔的海洋资源，生长速率高，品种多样，稻壳在日常生活中也是一种环保而又充足的生物质资源，因此，海藻与稻壳都是良好的生物质能转化的原料。

与快速热解相比，水热液化的优点在于它能转化高水分含量的物料，对于高含水率的生物质，不需要进行干燥处理，成本低廉；其缺点在于油产率相对较低，并且生物油的品质也不够好，在投入使用前还需进行提纯等工艺。

因此，本发明提出一种原料处理简单、加热成本低廉，同时高油产率、高油品质的水热液化制取生物油的工艺和装置。

发明内容

本发明的采用海藻—稻壳分级式水热液化制取生物油装置及方法，以提高水热液化制取生物油的产率和品质，进一步提高原料利用率。

本发明是通过如下技术方案得以实现的：

一种海藻—稻壳分级水热液化制取生物油的装置，包括一级反应釜、二级反应釜、增压泵和管道；所述一级反应釜与二级反应釜通过管道相连，且一级反应釜与二级反应釜之间设置有第二通气阀；所述一级反应釜一侧设置有第一通气阀和增压泵；所述二级反应釜一侧设置有第三通气阀。

进一步的，所述一级反应釜与二级反应釜上分别安装有第一压力表和第二压力表。

进一步的，所述管道上靠近一级反应釜段安装有滤网，该滤网置于一级反应釜与第二通气阀之间，用于过滤一级反应釜流入二级反应釜的物体。

基于海藻—稻壳分级式水热液化制取生物油的装置的方法，包括以下步骤：

步骤1：将海藻放入一级反应釜，关闭第二通气阀，打开第一通气阀给一级反应釜通入氮气，对釜内空气进行2～3次置换后，给一级反应釜中充入氢气至2-5MPa，关闭第一通气阀；

步骤2：保持第二通气阀的关闭状态，量取5-15ml的乙醇与一定量的稻壳置于二级反应釜中，打开第三通气阀给二级反应釜通入氮气，对釜内空气进行2～3次置换后关闭第三通气阀；

步骤3：加热一级反应釜至300℃～320℃后保持此温度，待一级反应釜内反应10～30分钟后打开通气阀，5～10分钟后一级反应釜与二级反应釜压力一致，打开增压泵给一级反应釜注入乙二醇或者二苯砜或者丙三醇，从而将气体全部排入二级反应釜后，关闭通气阀，关闭增压泵；

步骤4：加热二级反应釜至370℃～380℃，保持此温度使其反应10～30分钟；

步骤5：反应到达指定时间后关闭电源，冷却后排出气体打开二级反应釜，将产物分离提纯。

进一步的，所述丙三醇的沸点为290℃，在一级反应结束后的5～10分钟后，一级反应釜冷却到290℃以下，在注液增压的过程中丙三醇能保持在液态。