一种利用生物质生产液体燃料的方法 |
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| 申请号 | CN202210337580.8 | 申请日 | 2022-03-31 | 公开(公告)号 | CN114656993A | 公开(公告)日 | 2022-06-24 |
| 申请人 | 赵维伟; | 发明人 | 赵维伟; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种利用 生物 质 生产 液体 燃料 的方法，涉及清洁 能源 生产技术领域，该利用生物质生产 液体燃料 的方法，包括以下步骤：步骤一、生物质原材料预处理，步骤二、 微生物 发酵 ，步骤三、分离 净化 ，步骤四、提纯。本发明通过充分发酵后的反应釜中有生物质原材料渣、微生物发酵剂、液体燃料、 水 以及其他不能燃烧的小分子有机物液体等，首先通过简单的物理过滤操作，将固体杂质与液体分离，固液分离后的液体中仍然含有液体燃料、水、不能燃烧的有机液体，再通过物理和化学分离净化方法的综合利用，将其分离，以便提高液体燃料的纯度，避免液体燃料中含有杂质较多，导致燃烧过程不充分的问题。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种利用生物质生产液体燃料的方法，其特征在于：该利用生物质生产液体燃料的方法，包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种利用生物质生产液体燃料的方法技术领域背景技术[0002] 传统燃料在燃烧时特别容易导致燃烧不完全，尾气中的颗粒物、氮氧化物和碳氢化合物含量很高，对环境造成了极大污染和危害。因此，为了应对石油资源短缺和减少环境污染，发展低碳环保的可再生能源成为当务之急。而生物质液体燃料是近年来备受瞩目的一种可再生能源，是一种清洁并且可持续循环使用的能源类型，因此利用生物质生产液体燃料也还是存在很多需要改进的地方。 [0003] 针对现有技术存在以下问题： [0004] 现有的利用生物质生产液体燃料在生产过程中，通常直接对生物质原材料进行发酵，常出现发酵不完全，生物质原材料利用效率不高的情况，同时现有的生产过程，得到的生物质液体燃料成分复杂，很难精确的将不同含碳量的燃料应用到对最适宜的场景。 发明内容[0005] 本发明提供一种利用生物质生产液体燃料的方法，其中一种目的是为了具备使得生物质原材料进行充分发酵的能力，解决发酵不完全，导致生物质原材料利用效率不高的问题；其中另一种目的是为了解决现有的生产过程，得到的生物质液体燃料成分复杂的问题，以达到精确的将不同含碳量的燃料应用到不同场景的效果。 [0006] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是： [0007] 一种利用生物质生产液体燃料的方法，该利用生物质生产液体燃料的方法，包括以下步骤： [0008] 步骤一、生物质原材料预处理； [0009] 步骤二、微生物发酵； [0011] 步骤四、提纯。 [0012] 本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤一还包括，生物质原材料由甘蔗、玉米等含糖或含淀粉的粮食类生物质或者由速生林木材、废弃的农作物秸秆等木质纤维素类生物质构成，将上述生物质原材料集中进行高压冲洗，去除生物质原材料上的泥土和灰分，再通过浮选去除生物质原材料中的大体积固体杂质，通过清洗和浮选，使得生物质原材料中不能用于后续过程的杂质尽可能清理干净。 [0013] 本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤一还包括，将清洗、浮选后的生物质原材料投入到破碎机中进行破碎混合，根据实际需要，将其破碎成合适的颗粒，再通过烘干装置对破碎后的生物质原材料进行烘干，去除水分，通过破碎，便于后续发酵过程进行的更完全，通过烘干处理，保证后续处理过程不受影响。 [0014] 本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤二还包括，将预处理后的生物质原材料放入反应釜中，并按照比例，放入微生物发酵剂，同时维持反应釜内的压强为常压，温度为30到45摄氏度，静置反应6个小时后，通过搅拌装置对反应釜进行搅拌，使生物质原材料与微生物发酵剂充分混合，重复以上过程两到三次，通过多次搅拌，使得发酵过程更加充分，提高生物质原材料的转化率。 [0015] 本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤二还包括，生物质原材料发酵过程中会产生大量气体，该气体中含有可燃烧有机气体成分和不可以燃烧气体成分，将气体通过管道不断将气体导出收集，由于气体中含有可燃气体成分，因此需要进行收集处理，维持反应釜内部压强平衡。 [0016] 本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤三还包括，充分发酵后的反应釜中有生物质原材料渣、微生物发酵剂、液体燃料、水以及其他不能燃烧的小分子有机物液体等，首先通过过滤分离操作，将固体和液体分离，再通过化学和物理净化方法的综合利用，将水、不能燃烧的小分子有机物液体与可燃液体燃料分离，避免液体燃料中含有杂质较多，导致燃烧过程不充分的问题。 [0017] 本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤四还包括，对步骤二中收集的气体组分进行分离处理，通过压强法，使得气体组分中的有机可燃气体液化，进而将收集气体中的可燃气体组分分离出来，对气体中的可燃成分进行分离，提高生物质原材料的转化率。 [0018] 本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤四还包括，对步骤三分离出的可燃液体燃料进行蒸馏处理，将含碳量不同的液体燃料进行分离，充分提升生物质液体燃料的利用效率。 [0019] 由于采用了上述技术方案，本发明相对现有技术来说，取得的技术进步是： [0020] 1、本发明提供一种利用生物质生产液体燃料的方法，在对生物质原材料进行微生物发酵前，会首先对生物质原材料进行清洗和浮选，方便将原材料中的泥土、灰分以及不能用于发酵的大体积固体杂质去除，避免出现杂质覆盖生物质原材料，导致发酵过程不能进行的问题再对清洗干净的生物质原材料进行破碎，避免生物质原材料体积较大，与微生物接触不均匀，导致发酵不充分，原材料利用效率低的问题，在对破碎后的生物质原材料进行烘干处理，避免水分含量高，影响微生物发酵剂中的微生物的活性。 [0021] 2、本发明提供一种利用生物质生产液体燃料的方法，在对生物质原材料进行发酵过程中，会产生大量的气体，为了避免气体在反应釜内部，使得压强增大，导致微生物活性降低的问题，因此需要将产生的气体导出，保持反应釜内部的压强平衡和微生物的活性，便于生物质原材料的发酵过程，同时，发酵产生的气体中含有可燃烧的有机气体组分，因此需要将产生的气体收集，而不能直接排放至空气中，后续对收集的气体进行分离提纯，充分提高生物质原材料的转化率。 [0022] 3、本发明提供一种利用生物质生产液体燃料的方法，充分发酵后的反应釜中有生物质原材料渣、微生物发酵剂、液体燃料、水以及其他不能燃烧的小分子有机物液体等，首先通过简单的物理过滤操作，将固体杂质与液体分离，固液分离后的液体中仍然含有液体燃料、水、不能燃烧的有机液体，再通过物理和化学分离净化方法的综合利用，将其分离，以便提高液体燃料的纯度，避免液体燃料中含有杂质较多，导致燃烧过程不充分的问题。附图说明 [0023] 图1为本发明的流程示意图。 具体实施方式[0024] 下面结合实施例对本发明做进一步详细说明： [0025] 实施例1 [0026] 如图1所示，本发明提供了一种利用生物质生产液体燃料的方法，该利用生物质生产液体燃料的方法，包括以下步骤： [0027] 步骤一、生物质原材料预处理； [0028] 步骤二、微生物发酵； [0029] 步骤三、分离净化； [0030] 步骤四、提纯。 [0031] 在本实施例中，首先对生物质原材料进行预处理，以保证后续的处理过程不受影响，再通过微生物对生物质原材料进行分解转化，使其转化成可利用液体燃料，再通过分离净化，将液体燃料生产过程中的副产物和杂质等分离，最后通过提纯，对液体燃料进行不同含碳量的组分分离，提高液体燃料的利用效率。 [0032] 实施例2 [0033] 如图1所示，在实施例1的基础上，本发明提供一种技术方案：优选的，所述步骤一还包括，生物质原材料由甘蔗、玉米等含糖或含淀粉的粮食类生物质或者由速生林木材、废弃的农作物秸秆等木质纤维素类生物质构成，将上述生物质原材料集中进行高压冲洗，去除生物质原材料上的泥土和灰分，再通过浮选去除生物质原材料中的大体积固体杂质，将清洗、浮选后的生物质原材料投入到破碎机中进行破碎混合，根据实际需要，将其破碎成合适的颗粒，再通过烘干装置对破碎后的生物质原材料进行烘干，去除水分。 [0034] 在本实施例中，首先对生物质原材料进行清洗和浮选，方便将原材料中的泥土、灰分以及不能用于发酵的大体积固体杂质去除，避免出现杂质覆盖生物质原材料，导致发酵过程不能进行的问题再对清洗干净的生物质原材料进行破碎，避免生物质原材料体积较大，与微生物接触不均匀，导致发酵不充分，原材料利用效率低的问题，在对破碎后的生物质原材料进行烘干处理，避免水分含量高，影响微生物发酵剂中的微生物的活性。 [0035] 实施例3 [0036] 如图1所示，在实施例1的基础上，本发明提供一种技术方案：优选的，所述步骤二还包括，将预处理后的生物质原材料放入反应釜中，并按照比例，放入微生物发酵剂，同时维持反应釜内的压强为常压，温度为30到45摄氏度，静置反应6个小时后，通过搅拌装置对反应釜进行搅拌，使生物质原材料与微生物发酵剂充分混合，重复以上过程两到三次，生物质原材料发酵过程中会产生大量气体，该气体中含有可燃烧有机气体成分和不可以燃烧气体成分，将气体通过管道不断将气体导出收集，维持反应釜内部压强平衡。 [0037] 在本实施例中，在对生物质原材料进行发酵过程中，会多次重复进行搅拌、静置反应的操作，便于生物质原材料的充分发酵，同时发酵过程中会产生大量的气体，为了避免气体在反应釜内部，使得压强增大，导致微生物活性降低的问题，因此需要将产生的气体导出，保持反应釜内部的压强平衡和微生物的活性，便于生物质原材料的发酵过程，同时，发酵产生的气体中含有可燃烧的有机气体组分，因此需要将产生的气体收集，而不能直接排放至空气中，后续对收集的气体进行分离提纯，充分提高生物质原材料的转化率。 [0038] 实施例4 [0039] 如图1所示，在实施例1的基础上，本发明提供一种技术方案：优选的，所述步骤三还包括，充分发酵后的反应釜中有生物质原材料渣、微生物发酵剂、液体燃料、水以及其他不能燃烧的小分子有机物液体等，首先通过过滤分离操作，将固体和液体分离，再通过化学和物理净化方法的综合利用，将水、不能燃烧的小分子有机物液体与可燃液体燃料分离。 [0040] 在本实施例中，充分发酵后的反应釜中有生物质原材料渣、微生物发酵剂、液体燃料、水以及其他不能燃烧的小分子有机物液体等，首先通过简单的物理过滤操作，将固体杂质与液体分离，固液分离后的液体中仍然含有液体燃料、水、不能燃烧的有机液体，再通过物理和化学分离净化方法的综合利用，将其分离，以便提高液体燃料的纯度，避免液体燃料中含有杂质较多，导致燃烧过程不充分的问题。 [0041] 实施例5 [0042] 如图1所示，在实施例1的基础上，本发明提供一种技术方案：优选的，所述步骤四还包括，对步骤二中收集的气体组分进行分离处理，通过压强法，使得气体组分中的有机可燃气体液化，进而将收集气体中的可燃气体组分分离出来，对步骤三分离出的可燃液体燃料进行蒸馏处理，将含碳量不同的液体燃料进行分离。 [0043] 在本实施例中，首先通过压强法将步骤二中收集的气体中的可燃气体组分进行分离，再对液体燃料进行蒸馏处理，将含碳量不同的液体燃料分离，便于将不同含碳量的液体燃料应用到不同的场景，以使得液体燃料的利用效率提高。 [0044] 下面具体说一下该利用生物质生产液体燃料的方法的工作原理。 [0045] 如图1所示，首先对生物质原材料进行预处理，以保证后续的处理过程不受影响，再通过微生物对生物质原材料进行分解转化，使其转化成可利用液体燃料，再通过分离净化，将液体燃料生产过程中的副产物和杂质等分离，最后通过提纯，对液体燃料进行不同含碳量的组分分离，提高液体燃料的利用效率。 [0046] 上文一般性的对本发明做了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之做一些修改或改进，这对于技术领域的一般技术人员是显而易见的。因此，在不脱离本发明思想精神的修改或改进，均在本发明的保护范围之内。 |
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