本發(fā)明涉及一種生物燃料制備工藝相關(guān)領(lǐng)域，特別是涉及基于動物物質(zhì)或植物物質(zhì)（生物物質(zhì)）的產(chǎn)物的領(lǐng)域，尤其涉及一種基于亞臨界技術(shù)制備生物燃料的制備工藝。

背景技術(shù)：

1、隨著全球能源需求的持續(xù)增長和環(huán)境保護(hù)意識的日益加強(qiáng)，開發(fā)清潔、可再生的能源已成為當(dāng)今世界的重要議題。生物燃料作為一種可再生的清潔能源，其原料來源廣泛、制備過程相對簡單，且能有效減少溫室氣體排放，因此備受關(guān)注。近年來，亞臨界技術(shù)作為一種新興的制備生物燃料的方法，因其獨(dú)特的優(yōu)勢而逐漸成為研究的熱點(diǎn)。亞臨界技術(shù)是一種在特定溫度和壓力條件下進(jìn)行的物理化學(xué)反應(yīng)技術(shù)。在亞臨界狀態(tài)下，物質(zhì)的物理性質(zhì)會發(fā)生顯著變化，如密度、溶解度、擴(kuò)散系數(shù)等，這些變化為生物燃料的制備提供了獨(dú)特的條件。與傳統(tǒng)的生物燃料制備方法相比，亞臨界技術(shù)具有反應(yīng)速度快、轉(zhuǎn)化率高、能耗低、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。

2、但是現(xiàn)有技術(shù)中在生物燃料的制備過程中，原料的預(yù)處理是一個重要的環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的預(yù)處理方法如物理法、化學(xué)法等往往存在能耗高、環(huán)境污染等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于亞臨界技術(shù)制備生物燃料的制備工藝。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種基于亞臨界技術(shù)制備生物燃料的制備工藝，包括以下步驟：

3、s1：將干基污泥原料和生物物質(zhì)原料進(jìn)行攪拌混合，并加入能夠分解成氣體的物質(zhì)得到混合物，并對混合物進(jìn)行預(yù)處理；

4、s2：在預(yù)處理后的混合物內(nèi)加入溶劑和助溶劑，持續(xù)攪拌，得到漿狀混合物；

5、s3：將漿狀混合物與亞臨界水加入無氧密封的反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行加熱處理，加入金屬氧化物作為催化劑，進(jìn)行高溫高壓處理，得到固液混合物；

6、s4：將得到的固液混合物進(jìn)行過濾、蒸發(fā)操作，得到水油混合物以及殘渣，并對水油混合物進(jìn)行萃取得到生物油產(chǎn)品。

7、本發(fā)明一個較佳實(shí)施例中，在所述s1中，生物物質(zhì)原料包括麻瘋樹油、稻殼、螺旋藻中的一種或多種，干基污泥原料和生物物質(zhì)原料比例為1:0.5-1.5，攪拌混合參數(shù)為120r/min-200r/min，時間為1-3h。

8、本發(fā)明一個較佳實(shí)施例中，在所述s1中，分解成氣體的物質(zhì)為碳酸氫銨、尿素、硅藻土和活性炭中的一種或多種組合，分解成氣體的物質(zhì)總質(zhì)量為干基污泥原料和生物物質(zhì)原料總質(zhì)量的5%-20%。

9、本發(fā)明一個較佳實(shí)施例中，在所述s1中，預(yù)處理具體操作為：

10、為使用烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚或十二烷基硫酸鈉中的一種或多種作為表面活性加入混合物進(jìn)行攪拌混合，加熱處理，過濾，得到與處理后的混合物。

11、本發(fā)明一個較佳實(shí)施例中，攪拌混合參數(shù)為120r/min-200r/min，加熱處理參數(shù)為60℃-80℃，得到的混合物呈中性，混合物與表面活性劑的質(zhì)量比為1:0.05-0.2。

12、本發(fā)明一個較佳實(shí)施例中，在所述s2中，溶劑和助溶劑的質(zhì)量比為1：05-2，持續(xù)攪拌參數(shù)為120r/min-200r/min，時間為2-4h。

13、本發(fā)明一個較佳實(shí)施例中，在所述s3中，加熱處理參數(shù)為升溫速率為8-12℃/min，最終溫度為160-200℃，持續(xù)時間為8-9h。

14、本發(fā)明一個較佳實(shí)施例中，在所述s3中，金屬氧化物為氧化鐵、銅酸鈉、氧化鈦和氧化鎂中的一種或多種，金屬氧化物中質(zhì)量占混合物重質(zhì)量的1%-10%；高溫高壓參數(shù)為升溫速率為8-12℃/min，最終溫度為330-360℃，持續(xù)時間為2-3h，壓強(qiáng)為8-32mpa。

15、本發(fā)明一個較佳實(shí)施例中，在所述s4中，蒸發(fā)溫度為80-100℃，時間為1-3h。

16、本發(fā)明解決了背景技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明具備以下有益效果：

17、（1）本發(fā)明為一種基于亞臨界技術(shù)制備生物燃料的制備工藝，通過使用金屬氧化物作為催化劑以及碳酸氫銨和尿素之間的相互配合使用，通過碳酸氫銨和尿素的加入，顯著增加了原料的比表面積，為金屬氧化物催化劑提供了更多的活性位點(diǎn)，且在制備的過程中，隨著溫度的升高，形成更多孔隙，相較于現(xiàn)有技術(shù)，不僅使得原料中的有機(jī)質(zhì)更容易與催化劑接觸，還提高了催化劑的利用率，從而實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)效率的大幅提升，同時，使得溶劑和反應(yīng)物能夠更快速地滲透到原料內(nèi)部。這一變化不僅加速了反應(yīng)的進(jìn)行，還有效降低了反應(yīng)過程中可能產(chǎn)生的能量損失，進(jìn)一步提高了生物燃料的產(chǎn)量。

18、（2）本發(fā)明為一種基于亞臨界技術(shù)制備生物燃料的制備工藝，通過氧化鐵和銅酸鈉之間的相互配合使用，通過選取氧化鐵和銅酸鈉作為金屬氧化物，從而顯著降低了原料在生產(chǎn)過程中所需要的活化能，相較于現(xiàn)有技術(shù)，使得原料中的有機(jī)質(zhì)能夠在較低的溫度下實(shí)現(xiàn)高效轉(zhuǎn)化，從而不僅節(jié)約了能源，還減少了因高溫可能產(chǎn)生的副反應(yīng)，同時，氧化鐵和銅酸鈉的加入提高了生物燃料的反應(yīng)效率，不僅縮短了生產(chǎn)周期，還提高了整體的生產(chǎn)效率。

19、（3）本發(fā)明為一種基于亞臨界技術(shù)制備生物燃料的制備工藝，通過碳酸氫銨和尿素之間的相互配合使用，隨著生物燃料制備的持續(xù)，溫度逐漸升高，尿素和碳酸氫銨逐漸被分解，在原料中形成豐富的孔隙結(jié)構(gòu)，以此顯著提高了原料的比表面積，相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明使得反應(yīng)物能夠更快速地滲透到原料內(nèi)部，與有機(jī)質(zhì)充分混合和反應(yīng)，加速了反應(yīng)的進(jìn)行，縮短了反應(yīng)時間，提高了生產(chǎn)效率。

技術(shù)特征：

1.一種基于亞臨界技術(shù)制備生物燃料的制備工藝，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于亞臨界技術(shù)制備生物燃料的制備工藝，其特征在于：在所述s1中，生物物質(zhì)原料包括麻瘋樹油、稻殼、螺旋藻中的一種或多種，干基污泥原料和生物物質(zhì)原料比例為1:0.5-1.5，攪拌混合參數(shù)為120r/min-200r/min，時間為1-3h。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于亞臨界技術(shù)制備生物燃料的制備工藝，其特征在于：在所述s1中，分解成氣體的物質(zhì)為碳酸氫銨、尿素、硅藻土和活性炭中的一種或多種組合，分解成氣體的物質(zhì)總質(zhì)量為干基污泥原料和生物物質(zhì)原料總質(zhì)量的5%-20%。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于亞臨界技術(shù)制備生物燃料的制備工藝，其特征在于：在所述s1中，預(yù)處理具體操作為：使用烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚或十二烷基硫酸鈉中的一種或多種作為表面活性加入混合物進(jìn)行攪拌混合，加熱處理，過濾，得到與處理后的混合物。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于亞臨界技術(shù)制備生物燃料的制備工藝，其特征在于：攪拌混合參數(shù)為120r/min-200r/min，加熱處理參數(shù)為60℃-80℃，得到的混合物呈中性，混合物與表面活性劑的質(zhì)量比為1:0.05-0.2。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于亞臨界技術(shù)制備生物燃料的制備工藝，其特征在于：在所述s2中，溶劑和助溶劑的質(zhì)量比為1：05-2，持續(xù)攪拌參數(shù)為120r/min-200r/min，時間為2-4h。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于亞臨界技術(shù)制備生物燃料的制備工藝，其特征在于：在所述s3中，加熱處理參數(shù)為升溫速率為8-12℃/min，最終溫度為160-200℃，持續(xù)時間為8-9h。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于亞臨界技術(shù)制備生物燃料的制備工藝，其特征在于：在所述s3中，金屬氧化物為氧化鐵、銅酸鈉、氧化鈦和氧化鎂中的一種或多種，金屬氧化物中質(zhì)量占混合物重質(zhì)量的1%-10%；高溫高壓參數(shù)為升溫速率為8-12℃/min，最終溫度為330-360℃，持續(xù)時間為2-3h，壓強(qiáng)為8-32mpa。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于亞臨界技術(shù)制備生物燃料的制備工藝，其特征在于：在所述s4中，蒸發(fā)溫度為80-100℃，時間為1-3h。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于亞臨界技術(shù)制備生物燃料的制備工藝，包括：將干基污泥原料和生物物質(zhì)原料進(jìn)行攪拌混合，并加入能夠分解成氣體的物質(zhì)得到混合物，并對混合物進(jìn)行預(yù)處理；在預(yù)處理后的混合物內(nèi)加入溶劑和助溶劑，持續(xù)攪拌，得到漿狀混合物；將漿狀混合物與亞臨界水加入無氧密封的反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行加熱處理，加入金屬氧化物作為催化劑，進(jìn)行高溫高壓處理，得到固液混合物；將得到的固液混合物進(jìn)行過濾，得到水油混合物以及殘渣，并對水油混合物進(jìn)行萃取得到生物油產(chǎn)品使得溶劑和反應(yīng)物能夠更快速地滲透到原料內(nèi)部。這一變化不僅加速了反應(yīng)的進(jìn)行，還有效降低了反應(yīng)過程中可能產(chǎn)生的能量損失，進(jìn)一步提高了生物燃料的產(chǎn)量。

技術(shù)研發(fā)人員：羅才宏
受保護(hù)的技術(shù)使用者：尚微生態(tài)科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6