本發(fā)明屬于生物質(zhì)燃油，具體涉及一種基于生物質(zhì)的液體燃油制備方法。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)化石燃油作為主要能源，在使用過程中不僅面臨著儲量逐漸減少的問題，其燃燒排放的大量溫室氣體和污染物，對生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重威脅。因此，開發(fā)清潔、可再生的替代能源成為當(dāng)務(wù)之急。生物質(zhì)能作為一種豐富的可再生能源，具有來源廣泛、碳中性等優(yōu)勢，受到了廣泛關(guān)注。其中，秸稈作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要廢棄物之一，產(chǎn)量巨大。然而，目前大部分秸稈的處理方式仍以直接焚燒或隨意丟棄為主，這不僅造成了資源的浪費，還引發(fā)了嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，如大氣污染、土壤質(zhì)量下降等。

2、在生物質(zhì)制備液體燃油的研究領(lǐng)域，已有多種技術(shù)被提出和探索。例如，通過熱解、氣化等工藝將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可燃油品。但是，現(xiàn)有的這些技術(shù)在處理秸稈時存在諸多缺陷。一方面，秸稈的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，含有大量的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，使得其在轉(zhuǎn)化過程中反應(yīng)難度較大，需要較高的反應(yīng)條件，如高溫、高壓等，這不僅增加了能耗和設(shè)備成本，還降低了轉(zhuǎn)化效率。另一方面，現(xiàn)有技術(shù)在液體燃油的品質(zhì)提升方面效果不佳，所制備的燃油往往存在熱值低、穩(wěn)定性差、雜質(zhì)含量高等問題，難以滿足實際應(yīng)用的需求。綜上所述，開發(fā)一種高效、低成本且能夠?qū)⒔斩掁D(zhuǎn)化為高品質(zhì)液體燃油的制備方法，對于解決能源危機、實現(xiàn)秸稈的資源化利用以及環(huán)境保護(hù)都具有極其重要的現(xiàn)實意義。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于生物質(zhì)的液體燃油制備方法，本發(fā)明基于生物質(zhì)的液體燃油制備方法制備出的燃油熱值高，燃燒效率高，能夠充分釋放能量，為發(fā)動機提供穩(wěn)定的動力輸出；在催化熱解過程中，海泡石作為氧化鈰的載體，高度分散氧化鈰顆粒，使其活性位點充分暴露，加速儲氧和釋氧，加速燃油中碳?xì)浠衔锏难趸磻?yīng)，降低燃燒反應(yīng)的活化能，從而降低了熱解過程的溫度，提高了燃燒效率；在燃油燃燒過程中，催化劑持續(xù)發(fā)揮作用，精準(zhǔn)調(diào)節(jié)燃燒區(qū)域的氧氣濃度與反應(yīng)溫度，一方面，有效抑制了熱力型氮氧化物的生成；另一方面，催化劑對燃油中含氮化合物的催化轉(zhuǎn)化作用增強，促使其在燃燒前或燃燒過程中轉(zhuǎn)化為無害的氮氣。采用復(fù)合酶制劑在溫和條件下進(jìn)行酶解反應(yīng)，能特異性降解秸稈中纖維素等大分子物質(zhì)，反應(yīng)條件溫和，能耗低、設(shè)備要求低，且對環(huán)境友好；加氫提質(zhì)環(huán)節(jié)通入氫氣，在特定壓力、溫度和催化劑作用下，降低液態(tài)產(chǎn)物含氧量，提高燃油熱值和穩(wěn)定性。

2、本發(fā)明提供了一種基于生物質(zhì)的液體燃油制備方法，所述基于生物質(zhì)的液體燃油由以下重量份的原料制備而成：秸稈80-100份，催化劑6-10份，復(fù)合酶制劑5-8份，bha（丁基羥基茴香醚）0.05-0.01份，sds（十二烷基硫酸鈉）0.5-1份；

3、所述復(fù)合酶制劑為纖維素酶、半纖維素酶和木聚糖酶以質(zhì)量比為3:2:1的混合酶；

4、所述秸稈為農(nóng)作物秸稈，包括玉米、小麥及水稻秸稈；

5、所述基于生物質(zhì)的液體燃油制備方法，具體包括以下步驟：

6、s1，秸稈機械粉碎，選取干燥的秸稈，使用粉碎機將秸稈機械粉碎至0.5-2?mm，粉碎后的秸稈置于鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)110?℃下干燥4-6?h，得到粉碎后秸稈；

7、s2，酶解反應(yīng)，將粉碎后秸稈與復(fù)合酶制劑混合，同時添加sds，在45-55?℃的恒溫水浴中，控制ph維持在4.5-5.5，攪拌12?h，使秸稈中的纖維素等大分子物質(zhì)降解為小分子糖類，得到混合物；

8、s3，催化熱解，將混合物過濾，得到固體殘渣，將固體殘渣轉(zhuǎn)移至熱解反應(yīng)裝置中，加入5-7份催化劑，在n2氣氛下，以10?℃的升溫速率將溫度升至350-450?℃，在此溫度下熱解30-60?min，產(chǎn)生熱解油；

9、s4，加氫提質(zhì)，將得到的熱解油轉(zhuǎn)移至高壓反應(yīng)釜中，通入氫氣，使高壓反應(yīng)釜內(nèi)壓力保持在1-3?mpa，加入bha和1-3份催化劑，在200-300?℃下，攪拌1-3?h，得到反應(yīng)產(chǎn)物，通過加氫反應(yīng)降低液態(tài)產(chǎn)物中的含氧量，提高燃油的熱值和穩(wěn)定性；

10、s5，固液分離，將反應(yīng)產(chǎn)物過濾，使用孔徑0.2-0.5?μm的濾膜進(jìn)行過濾，分離出固體雜質(zhì)，得到液體部分，對液體部分進(jìn)行離心，離心15?min，得到澄清的液體燃油粗品；

11、s6，蒸餾精制，將液體燃油粗品進(jìn)行蒸餾精制，先收集沸點在60-200?℃的輕質(zhì)餾分，然后升高溫度至200-350?℃，收集沸點在此區(qū)間的重質(zhì)餾分，輕質(zhì)餾分和重質(zhì)餾分共同構(gòu)成基于生物質(zhì)的液體燃油。

12、所述催化劑包括以下重量比原料制備而成：海泡石:ce(no3)3·6h2o:ni(no3)2·6h2o:peg（聚乙二醇）=12:1-4:1-2:1；

13、所述催化劑的制備方法，具體包括以下步驟：

14、a1，稱取ce(no3)3·6h2o和ni(no3)2·6h2o溶解于去離子水中，形成濃度為0.1-0.5mol/l的混合鹽溶液；

15、a2，將海泡石加入到混合鹽溶液中，磁力攪拌，緩慢滴加氨水，控制ph在8-10，然后緩慢加入peg，攪拌2?h，得到混合物；

16、a3，將混合物用去離子水洗滌離心，然后放入真空干燥箱中，80?℃干燥12-24?h，得到前驅(qū)體粉末；

17、a4，將前驅(qū)體粉末放入馬弗爐中進(jìn)行煅燒，以2-5?℃/min的升溫速率將溫度升至400-600?℃，在此溫度下煅燒2-4?h，得到催化劑。

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明取得的有益效果如下：

19、利用本發(fā)明基于生物質(zhì)的液體燃油制備方法制備出的燃油熱值高，燃燒效率高，能夠充分釋放能量，為發(fā)動機提供穩(wěn)定的動力輸出；催化熱解過程中，加入的催化劑，極大地促進(jìn)秸稈充分分解與轉(zhuǎn)化，從源頭上減少因不完全燃燒產(chǎn)生的碳煙、焦油等污染物，后續(xù)加氫和蒸餾精制環(huán)節(jié)，又針對性地去除燃油中含硫、含氮化合物，使得生物質(zhì)液體燃油燃燒時，二氧化硫、氮氧化物等污染物排放大幅降低；在催化熱解過程中，海泡石作為氧化鈰的載體，高度分散氧化鈰顆粒，使其活性位點充分暴露，加速儲氧和釋氧，加速燃油中碳?xì)浠衔锏难趸磻?yīng)，降低燃燒反應(yīng)的活化能，從而降低了熱解過程的溫度，使燃燒反應(yīng)更易進(jìn)行，提高了燃燒效率；在燃油燃燒過程中，催化劑持續(xù)發(fā)揮作用，精準(zhǔn)調(diào)節(jié)燃燒區(qū)域的氧氣濃度與反應(yīng)溫度，一方面，有效抑制了熱力型氮氧化物的生成；另一方面，催化劑對燃油中含氮化合物的催化轉(zhuǎn)化作用增強，促使其在燃燒前或燃燒過程中轉(zhuǎn)化為無害的氮氣。本發(fā)明加入的催化劑具有良好的抗氧化作用，一方面，能夠抑制燃油在儲存和使用過程中的氧化反應(yīng)，防止燃油因氧化而變質(zhì)，另一方面，催化劑能夠吸附燃油中的雜質(zhì)和自由基，減少它們對燃油氧化反應(yīng)的引發(fā)和促進(jìn)作用，提高燃油的抗氧化穩(wěn)定性，延長燃油的儲存期限。采用復(fù)合酶制劑在溫和條件下進(jìn)行酶解反應(yīng)，能特異性降解秸稈中纖維素等大分子物質(zhì)，反應(yīng)條件溫和，能耗低、設(shè)備要求低，且對環(huán)境友好；催化熱解精準(zhǔn)控制升溫速率、熱解溫度和時間，配合催化劑，使酶解產(chǎn)物高效轉(zhuǎn)化為熱解油，提高目標(biāo)產(chǎn)物產(chǎn)率和選擇性；加氫提質(zhì)環(huán)節(jié)通入氫氣，降低液態(tài)產(chǎn)物含氧量，提高燃油熱值和穩(wěn)定性，改善燃燒性能，使生物質(zhì)液體燃油更適配現(xiàn)有燃燒設(shè)備。通過本發(fā)明基于生物質(zhì)的液體燃油制備方法，降低了燃油粘度、酸值、灰分，提高液化得率，減少重油組分，使燃油流動性更好、腐蝕性降低、清潔度提高，更便于儲存、運輸和使用。