[发明专利]一种生物油电化学提质方法

说明书

本发明属于生物质能利用领域，公开了一种生物油电化学提质方法，包括以下步骤：(a)将生物油、有机溶剂和支持电解质混合得到阴极液；(b)准备酸溶液作为阳极液；(c)采用阴极液和阳极液组建电化学反应器，阴极液与阳极液之间通过1或2个离子交换膜相隔，并能够形成电流回路；(d)在阴极液一侧通入保护性气体后，通过工作电极和阳极电极通入电流以进行电化学反应，由此即可实现生物油电化学提质。本发明与现有技术相比能够有效解决热化学方法提质生物油易形成积碳的问题，在温和条件下对生物油进行电化学提质，提质可降低生物油酸含量、芳香组分含量和重质组分含量，使得生物油适合于运输和储存，同时在提质过程中避免积碳的产生。

技术领域

本发明属于生物质能利用领域，更具体地，涉及一种生物油电化学提质方法。

背景技术

生物油是生物质的热解产物，是唯一以液体形式存在的含碳可再生能源。与生物质相比，生物油能量密度高，通常可达生物质能量密度的10倍。将生物质转化为生物油是一种有前景的生物质能低成本利用方式。然而，生物油目前仍未有成熟的可工业化的应用或处理技术。导致生物油的难处理、难应用的根本原因是其特有的物理化学特性。生物油成分复杂、酸值高、粘度大、具有腐蚀性，导致其难以进行大规模的运输和储存。生物油含氧量高、重质组分多(分子量高)、热值低，导致难以直接应用于燃烧设备。因此，生物油必须经过精制提质以提高燃料性质或提炼高附加值化学品。目前对生物油的提质方法主要是基于热化学的加氢脱氧、催化裂解、水蒸气重整等传统方法，处理过程需要在高温或高气压环境下进行。然而，生物油热稳定性差，受热易结焦形成积碳，造成反应器堵塞或催化剂失活，降低提质效率，甚至导致反应难以进行。

鉴于上述情况，研发一种温和条件(如常温常压)下的生物油提质方法将具有重要应用价值。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种生物油电化学提质方法，其中通过对提质方法所采用的电化学处理、以及电化学处理所采用的具体参数、条件等进行改进，与现有技术相比能够有效解决传统热化学方法提质生物油易形成积碳的问题，本发明能够在温和条件(如常温常压)下对生物油进行电化学提质，提质可降低生物油酸含量、芳香组分含量和重质组分含量，使得生物油适合于运输和储存，同时在提质过程中避免积碳的产生。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种生物油电化学提质方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)将生物油、有机溶剂和支持电解质三者混合，混合得到的液体作为阴极液备用；其中，所述支持电解质用以提高电导率；

(b)准备浓度为0.2-1.0mol/L的酸溶液作为阳极液备用；

(c)采用所述阴极液和所述阳极液组建电化学反应器，向所述阴极液中插入工作电极，所述阳极液中插入阳极电极，所述阴极液与所述阳极液之间通过1个或2个离子交换膜相隔，并能够形成电流回路；

(d)在所述阴极液一侧通入保护性气体后，通过所述工作电极和所述阳极电极通入电流以进行电化学反应；所述电化学反应是在50-200mA电流条件下反应2-8h，由此即可实现生物油电化学提质。

作为本发明的进一步优选，所述步骤(a)中，所述生物油是由农林废弃物生物质在不低于500℃的高温下热解后经过冷凝直接得到的；

优选的，所述农林废弃物生物质为稻壳、秸秆、食用菌基质、林木枝桠或树皮。

作为本发明的进一步优选，所述步骤(a)中，所述有机溶剂为醇类溶剂，优选为甲醇、乙醇、正丙醇或异丙醇的一种或多种；所述阴极液中生物油组分与醇类溶剂组分的质量比满足9:1-4:1。