一種生物燃料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種生物燃料的制備方法，包括原料預(yù)處理，原料粉碎及干燥，汽爆，水洗，壓制成型步驟。本發(fā)明技術(shù)簡單，可操作性強(qiáng)，而且制得的產(chǎn)品質(zhì)量相對較高，不但實現(xiàn)了農(nóng)作物秸稈、生活和工業(yè)的一些廢棄物等的重復(fù)利用，而且可以有效的緩解當(dāng)今社會面臨的石油等燃料資源危機(jī)，解決現(xiàn)有燃料匱乏和帶來的環(huán)境污染問題。
【專利說明】一種生物燃料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及廢棄生物質(zhì)回收利用【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及利用廢棄生物質(zhì)(包括動物和植物及其排泄物、農(nóng)業(yè)和林業(yè)的廢棄物、城市固體廢棄等)制備生物燃料技術(shù)，為一種生物燃料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，全世界生物燃料生產(chǎn)發(fā)展速度已超過石油生產(chǎn)發(fā)展速度。全球能源安全和氣候變暖的挑戰(zhàn)促使各國大力發(fā)展生物燃料產(chǎn)業(yè)，美國、歐盟和日本都制定了生物燃料中長期的發(fā)展目標(biāo)；美國計劃到2030年用生物燃料替代30%的石化交通燃料；歐盟要求其成員國到2010年使生物燃料占市場份額的5.75%，到2020年生物燃料使用增加到10% ；日本力求到2030年實現(xiàn)用生物燃料替代20%石油需求的目標(biāo)。
[0003]目前世界的交通運(yùn)輸體系在很大程度上依賴石油供給，而石油是一種集中于少數(shù)國家的資源，從而使全球的經(jīng)濟(jì)處在一種可能中斷的風(fēng)險當(dāng)中，特別是當(dāng)石油供應(yīng)緊張的時候。而且，石油產(chǎn)品在其生產(chǎn)和使用過程中對人類本身以及整個全球環(huán)境的危害是巨大的，包括對全球氣候的影響。生物燃料的優(yōu)勢可能會使眾多國家從事生物燃料的經(jīng)營，使燃料供應(yīng)多樣化，降低經(jīng)濟(jì)中斷的風(fēng)險。因為生物燃料能夠在全球大部分地區(qū)生產(chǎn)，長距離運(yùn)輸燃料的內(nèi)在風(fēng)險也會減少。作為石油的替代品，生物燃料也被看作是一個現(xiàn)實的解決途徑，因為它保留了液體燃料的優(yōu)點，可以利用液體燃料現(xiàn)有的分銷網(wǎng)絡(luò)(如加油站)，并且若將生物燃料與汽油或柴油混合使用，對于現(xiàn)有的機(jī)動車輛無需做大的改造。我國的生物技術(shù)在20世紀(jì)70年代中期開始起步，國內(nèi)許多研究單位相繼開展了基因工程、細(xì)胞工程、酶工程和發(fā)酵工程的研究，為我國生物技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)?？沙掷m(xù)發(fā)展、安全、環(huán)保深入人心，生物燃料已成為不可阻擋的發(fā)展趨勢。并且，由于生物燃料生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大，成本下降，必將具有很強(qiáng)的社會競爭力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是針對上述存在的缺陷而提供一種生物燃料的制備方法。本發(fā)明技術(shù)簡單，可操作性強(qiáng)，而且制得的產(chǎn)品質(zhì)量相對較高，不但實現(xiàn)了農(nóng)作物秸桿、生活和工業(yè)的一些廢棄物等的重復(fù)利用，而且可以有效的緩解當(dāng)今社會面臨的石油等燃料資源危機(jī)，解決現(xiàn)有燃料匱乏和帶來的環(huán)境污染問題。
[0005]本發(fā)明的一種生物燃料的制備方法技術(shù)方案為，步驟包括:
①原料預(yù)處理，主要是去除原料中的雜質(zhì)；尤其是去除原料中大的雜質(zhì)，包括石塊，土塊等不可用物質(zhì)。
[0006]②原料粉碎及干燥，將經(jīng)過預(yù)處理的原料粉碎，并且進(jìn)行均勻攪拌，確保產(chǎn)品的質(zhì)量，對原料進(jìn)行干燥；
③汽爆，將經(jīng)脫水的生物質(zhì)置于汽爆設(shè)備中進(jìn)行瞬間汽爆，然后對汽爆產(chǎn)物進(jìn)行固液分離；④水洗，將分離出的固體物質(zhì)用水漂洗，再用水浸洗，將經(jīng)水洗后的固形物脫水；
⑤壓制成型，將上述混合物送入成型機(jī)中壓制成型。
[0007]步驟②具體為，將經(jīng)過預(yù)處理的原料粉碎至40-100mm大小，并且進(jìn)行均勻攪拌，對原料進(jìn)行干燥至含水量為10-35%。
[0008]步驟③具體為，將經(jīng)脫水的生物質(zhì)置于汽爆設(shè)備中，通入200-300°C的水蒸汽，在
1.0-2.5MPa壓力下保壓5_10分鐘后進(jìn)行瞬間汽爆，然后對汽爆產(chǎn)物進(jìn)行固液分離。
[0009]優(yōu)選的，步驟③具體為，將經(jīng)脫水的生物質(zhì)置于汽爆設(shè)備中，通入250°C的水蒸汽，在1.SMPa壓力下保壓10分鐘后進(jìn)行瞬間汽爆，然后對汽爆產(chǎn)物進(jìn)行固液分離。
[0010]步驟④具體為，將分離出的固體物質(zhì)用水漂洗10-20分鐘，再用60_90°C水浸洗20-60分鐘。
[0011]步驟④中，將經(jīng)水洗后的固形物脫水至含水重量百分比為10-25%。
[0012]步驟⑤具體為，壓制成型，將上述混合物送入成型機(jī)中在10-60KPa下壓制成型。
[0013]步驟⑤壓制成型后，將壓制成型的混合物自然風(fēng)干5-10小時使其更加穩(wěn)定，即得塊狀生物燃料。
[0014]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明提供了一種生物燃料的制備方法，該方法技術(shù)相對簡單，可操作性強(qiáng)，而且制得的產(chǎn)品質(zhì)量相對過高，不但實現(xiàn)了農(nóng)作物秸桿、生活和工業(yè)的一些廢棄物等的重復(fù)利用，而且可以有效的緩解當(dāng)今社會面臨的石油等燃料資源危機(jī)，同時可以在一定程度上減少環(huán)境污染問題。采用本發(fā)明的制備方法制備的生物燃料在生產(chǎn)能耗，碳含量比率、碳釋放量`、碳排放減少量方面均優(yōu)于常用的石化燃料。
[0015]【具體實施方式】:
為了更好地理解本發(fā)明，下面用具體實例來詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案，但是本發(fā)明并不局限于此。
[0016]實施例1
將收集的農(nóng)林業(yè)廢棄物和城市固體垃圾等進(jìn)行預(yù)處理，除去其中所含的垃圾土塊等雜物后，將秸桿粉碎至40mm，并攪拌均勻，用烘干機(jī)干燥至水分含量為20%，將經(jīng)脫水的生物質(zhì)置于汽爆設(shè)備中，通入200°C的水蒸汽，在1.5MPa壓力下保壓5分鐘后進(jìn)行瞬間汽爆，然后再對汽爆產(chǎn)物進(jìn)行固液分離，并將分離出的固體物質(zhì)用清水漂洗10分鐘，再用60°C水浸洗60分鐘，然后再將經(jīng)水洗后的固形物脫水至含水百分重量為10%。將上述混合物送入成型機(jī)中在20KPa下壓制成型，然后自然風(fēng)干6小時使其更加穩(wěn)定，最后即得塊狀生物燃料。
[0017]與其他現(xiàn)有技術(shù)制備的生物燃料相比較，該方法原料來源極其廣泛，不但解決了實現(xiàn)了環(huán)境保護(hù)，而且還變廢為寶，創(chuàng)造了新能源。使用本發(fā)明與現(xiàn)有的制備技術(shù)相比，成本降低了 5%，制備的生物燃料的燃燒效率提高了 7%。
[0018]實施例2
將收集的農(nóng)林業(yè)廢棄物和城市固體垃圾等進(jìn)行預(yù)處理，除去其中所含的垃圾土塊等雜物后，將秸桿粉碎至50mm，并攪拌均勻，用烘干機(jī)干燥至水分含量為25%，將經(jīng)脫水的生物質(zhì)置于汽爆設(shè)備中，通入250°C的水蒸汽，在1.SMPa壓力下保壓8分鐘后進(jìn)行瞬間汽爆，然后再對汽爆產(chǎn)物進(jìn)行固液分離，并將分離出的固體物質(zhì)用清水漂洗15分鐘，再用70°C水浸洗30分鐘，然后再將經(jīng)水洗后的固形物脫水至含水百分重量為20%。將上述混合物送入成型機(jī)中在30KPa下壓制成型，然后自然風(fēng)干6小時使其更加穩(wěn)定，最后即得塊狀生物燃料。[0019]與其他現(xiàn)有技術(shù)制備的生物燃料相比較，本發(fā)明只有部分過程涉及高溫或高壓，整個過程操作相對簡單。使用本發(fā)明的制備方法與現(xiàn)有的制備技術(shù)相比，成本降低了 6%，制備的生物燃料的燃燒效率提高了 6%。
[0020]實施例3
將收集的農(nóng)林業(yè)廢棄物和城市固體垃圾等進(jìn)行預(yù)處理，除去其中所含的垃圾土塊等雜物后，將秸桿粉碎至45mm，并攪拌均勻，用烘干機(jī)干燥至水分含量為25%，將經(jīng)脫水的生物質(zhì)置于汽爆設(shè)備中，通入250°C的水蒸汽，在1.SMPa壓力下保壓10分鐘后進(jìn)行瞬間汽爆，然后再對汽爆產(chǎn)物進(jìn)行固液分離，并將分離出的固體物質(zhì)用清水漂洗10分鐘，再用85°C水浸洗20分鐘，然后再將經(jīng)水洗后的固形物脫水至含水百分重量為10%。將上述混合物送入成型機(jī)中在20KPa下壓制成型，然后自然風(fēng)干6小時使其更加穩(wěn)定，最后即得塊狀生物燃料。
[0021]與其他現(xiàn)有技術(shù)制備的生物燃料相比較，本發(fā)明在制備過程中，不會對設(shè)備造成酸堿腐蝕，降低了設(shè)備維護(hù)成本。使用本發(fā)明與現(xiàn)有的制備技術(shù)相比，成本降低了 4%，制備的生物燃料的燃燒效率提高了 9%。
[0022]實施例4
將收集的農(nóng)林業(yè)廢棄物和城市固體垃圾等進(jìn)行預(yù)處理，除去其中所含的垃圾土塊等雜物后，將秸桿粉碎至50mm，并攪拌均勻，用烘干機(jī)干燥至水分含量為30%，將經(jīng)脫水的生物質(zhì)置于汽爆設(shè)備中，通入200°C的水蒸汽，在2.5MPa壓力下保壓5分鐘后進(jìn)行瞬間汽爆，然后再對汽爆產(chǎn)物進(jìn)行固液分離，并將分離出的固體物質(zhì)用清水漂洗10分鐘，再用60°C水浸洗20分鐘，然后再將經(jīng)水洗后的固形物脫水至含水百分重量為15%。將上述混合物送入成型機(jī)中在30KPa下壓制成型，然后自然風(fēng)干8小時使其更加穩(wěn)定，最后即得塊狀生物燃料。
[0023]與其他現(xiàn)有技術(shù)制備的生物燃料相比較，本發(fā)明整個過程耗時較短，且在制備過程中產(chǎn)生的污染氣體相對較少。使用本發(fā)明與現(xiàn)有的制備技術(shù)相比，成本降低了 8%，制備的生物燃料的燃燒效率提高了 5%。`
【權(quán)利要求】
1.一種生物燃料的制備方法，其特征在于，步驟包括: ①原料預(yù)處理，主要是去除原料中的雜質(zhì)； ②原料粉碎及干燥，將經(jīng)過預(yù)處理的原料粉碎，并且進(jìn)行均勻攪拌，對原料進(jìn)行干燥； ③汽爆，將經(jīng)脫水的生物質(zhì)置于汽爆設(shè)備中進(jìn)行瞬間汽爆，然后對汽爆產(chǎn)物進(jìn)行固液分離； ④水洗，將分離出的固體物質(zhì)用水漂洗，再用水浸洗，將經(jīng)水洗后的固形物脫水； ⑤壓制成型，將上述混合物送入成型機(jī)中壓制成型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物燃料的制備方法，其特征在于，步驟②具體為，將經(jīng)過預(yù)處理的原料粉碎至40-100mm大小，并且進(jìn)行均勻攪拌，對原料進(jìn)行干燥至含水量為10-35%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物燃料的制備方法，其特征在于，步驟③具體為，將經(jīng)脫水的生物質(zhì)置于汽爆設(shè)備中，通入200-300°C的水蒸汽，在1.0-2.5MPa壓力下保壓5-10分鐘后進(jìn)行瞬間汽爆，然后對汽爆產(chǎn)物進(jìn)行固液分離。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種生物燃料的制備方法，其特征在于，步驟③具體為，將經(jīng)脫水的生物質(zhì)置于汽爆設(shè)備中，通入250°C的水蒸汽，在1.SMPa壓力下保壓10分鐘后進(jìn)行瞬間汽爆，然后對汽爆產(chǎn)物進(jìn)行固液分離。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物燃料的制備方法，其特征在于，步驟④具體為，將分離出的固體物質(zhì)用水漂洗10-20分鐘，再用60-90°C水浸洗20-60分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物燃料的制備方法，其特征在于，步驟④中，將經(jīng)水洗后的固形物脫水至含水重量百分`比為10-25%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物燃料的制備方法，其特征在于，步驟⑤具體為，壓制成型，將上述混合物送入成型機(jī)中在10-60KPa下壓制成型。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物燃料的制備方法，其特征在于，步驟⑤壓制成型后，將壓制成型的混合物自然風(fēng)干5-10小時，即得塊狀生物燃料。
【文檔編號】C10L5/44GK103555387SQ201310546550
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月7日
【發(fā)明者】車春玲, 劉霞 申請人:濟(jì)南開發(fā)區(qū)星火科學(xué)技術(shù)研究院