本发明专利技术涉及由固体生物质和塑料制备燃料的方法，其特征在于在第一步骤中在300-400℃下在再循环载体油存在下分散生物质和塑料；在第二步骤中使所得混合物在300-400℃下反应；在第三步骤中将所产生的气体、液体和固体产物彼此分离并任选地进一步加工；其中生物质∶塑料的比率为80∶20至10∶90重量%，且其中该方法在没有外部供应载体油的情况下进行和其中该方法在没有外部供应催化剂的情况下进行。本发明专利技术还涉及用于实施该方法的系统。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及由含有生物质和塑料的混合物制备燃料的方法和用于实施该方法的系统。
技术介绍
根据现有技术已提出各种方法用于由生物来源的原材料制备燃料，但是，这些方法具有各种缺点。Wieser (W0 2006/131293)描述了使用载体油由生物来源的原材料制备燃料的催化方法。Koch (EP 1538191)描述了使用特定反应器由残余材料通过催化解聚合制备燃料的方法。这种方法的缺点尤其在于，必须使用易受干扰的特定反应器。Goessler等人(W0 2010/031803)描述了从含有生物质和重油的混合物获取燃料的方法。这种方法的缺点尤其在于，对所用生物质提出高的品质要求。这种方法的目的基本是加工重油，但不能实现利用生物质。Spitzauer等人(W0 2009/131590)描述了使用载体油由在液相中的许多可能的原材料提供燃料的催化方法。Molinari等人(W0 2009/095888)同样描述了使用载体油由在液相中的许多可能的原材料提供燃料的催化方法。Tschirner (DE 102006052995)描述了由有机残余材料和可再生原材料通过借助工艺集成的空化/摩擦的反应控制和能量输入制备汽油的方法。在此文献中没有公开氢的输入。Miller (US2009/0151233)公开了由生物质(25)和废塑料根据“急骤热解”原理制备热解油(40)的方法。因此，其中描述的反应不在液相中进行，同样很少使载体油再循环。Copper (US 2008/0072478)公开了在专用反应器中由生物质制备燃料的不连续方法。没有描述载体油的再循环，同样很少描述合适的生物质/塑料参数。Wada (US 2005/0075521)公开了由塑料制备油的催化方法，其中也可以将植物或动物油添加到原材料中。没有描述载体油的再循环，同样很少描述固体生物质的使用。Miyoshi等人(W0 205/021686)公开了可连接到精炼厂的再循环法，其中由各种原材料，如废塑料和生物质根据流化床-热解原理制备热解物混合物。在这种方法中，燃烧一部分原材料，在此生成所需反应热。Wilms (DE 102008047563)同样公开了由(废)塑料根据流化床-热解原理制备石油化学中间产品的方法，其中也可以将生物(BTL)残余材料添加到原材料中。塑料:生物质的比率被规定为90:10至10:90 。该反应不在液相中进行，并提到固体作为载体介质。Steinberg (US 5427762)公开了任选地在塑料存在下，由生物质制备甲醇而非燃料的方法。所述方法也是流化床中的热解法。所提及的在液相中的方法的缺点在于，必须向该方法中加入载液。该载液在给定的反应条件下不够稳定，因此必须不断补充。所提及的在气相中的方法的缺点在于，产物油的选择性和/或收率不令人满意。需要降低在这种方法中形成的副产物，特别是炭、co、co2和工艺水的量。此外，所提及的方法用的系统的控制费力和复杂，因此也需要能可靠运行并具有简单构造的系统。
技术实现思路
本专利技术的目的因此是提供使用生物来源的原材料制备燃料的改进的方法和提供相应的系统。提供经济地运行、产生高品质产物、以良好收率操作并符合适用的排放极限值的系统特别重要。根据独立权利要求实现了上述一般性目的。从属权利要求阐述有利的实施方案。因此，本专利技术涉及由含有生物来源的原材料和塑料的混合物制备燃料的方法。本专利技术还涉及由这样的原材料制备燃料的系统。除非从直接上下文中得出不同的含义，下列术语具有在此给出的含义:“生物来源的原材料”或“生物质”是指由生物不断地经生物化学合成的有机物质和由其产生或提取的二次产物。可以根据生产的有机体将生物来源的原材料划分为植物、微生物和动物生物质领域。植物生物质包括例如木材、叶子、稻草、糠、干草、谷物、来自水果和酒作物的压榨残渣、甜菜屑片、绿色修剪废物(Grilnschnitt)、园艺和农业废物，以及二次产物，如残余木材产品、淀粉、糖、纤维素和废纸。微生物生物质包括例如经干燥的下水道淤泥以及发酵残渣和消化残渣。动物生物质包括例如来自畜牧业和鱼工业和肉工业的残余物、来自乳品和奶酪工业的残余产物，以及动物饲料。在本专利技术的范围内，植物生物质是优选的。特别优选使用含有木质纤维素的生物质(“木质纤维素生物质”)，通常具有大于30重量％的纤维素含量，特别是大于60重量％的纤维素含量，或基本由木质纤维素构成。这样的优选生物质可以由木本植物或一年生植物构成或从其获取；作为实例可提及各种来源的木材(例如树干，特别是不可 工业利用的树干、树枝、断木、来自木材加工厂的废木)；园艺废物和农业废物(例如稻草、糠和经干燥的甜菜屑片)。此外，含有或由碳水化合物构成的生物质是特别优选的。生物来源的原材料可以以液体或固体形式存在。在本专利技术的范围内，固体生物质是另外优选的。特别优选使用通常具有小于33重量％，特别小于20重量％的水含量的经干燥的生物质。“塑料”是本领域技术人员已知的；该术语一般是指大分子半合成制备的，特别是合成制备的固体。该术语包括热塑性塑料、热固性塑料和弹性体。塑料可作为纯物质或作为物质混合物/共混物存在。此外，塑料可以以各种纯度存在；因此，该术语还包括含塑料的混合物。“燃料”是本领域技术人员已知的；该术语一般是指含烃的化合物和混合物，如内燃机中可用的那些。该术语特别是指含有C6 C25链烷、C6 C25链烯、C6 C25炔、C3C25环烷、C3 C25环烯和/或C6 C25芳烃的物质混合物；这些定义还包括烷基取代的化合物，例如甲苯或甲基环己烧，以及支化化合物，例如2-乙基己烷。不符合对燃料的特定标准但适合作为前体产品的这样的物质和物质混合物根据上下文被称作产物油或燃料。“载液”或“载体油”是指在反应条件下基本上惰性或惰性的液体。液体如果在主导的反应温度下仍不沸腾(特别是具有>380至400°C的沸点)，则被视为“基本上惰性的”。另外，在反应周期中至少90%保持不变的这类载液是优选的。这种液体适合悬浮生物来源的原材料。特别合适的载液是重油，其在进行本专利技术的方法中连续生成。另选的载体油，特别适合起动系统的，是汽油、柴油或其混合物。载液在该方法的过程中与原材料直接接触。“热油”是指在本专利技术的方法中间接传热的液体。合适的热油是本领域技术人员已知的并可基于硅油或烃。在本专利技术的范围内，可以使用适合反应温度的任何热油。热油在该方法的过程中不与生物来源的原材料或催化剂直接接触。与本专利技术相关联地给出的一般的、优选的和特别优选的实施方案、范围等可以以任何方式相互组合。同样，各定义、实施方案等也可以省略或不相关。参照附图进一步解释本专利技术。附图说明图1示意性显示本专利技术的系统的一个实例。该示意图显示用于物质转化的主单元，但没有辅助单元，如原材料预备和产物炭、燃料、气体和水的利用。术语具有下列含义:生物质料仓Sb、塑料料仓Sk、生物质加热螺杆Hb、塑料加热螺杆Hk、分散器DIS、反应器R(主反应器R1、氢化反应器R2、厌氧反应器R3)、真空蒸发器VVD、冷凝器KpKyK3、相分离器PT、分离器(用于油相的S1和用于水相的S2)、精懼塔RKT、燃气发动机/燃气轮机GM。该方法或系统的产物标作P#(产物炭)、Ρ.(产物水)、Ptt(产物油/燃料)和Pe 本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.26 EP 10007739.51.由固体生物质和塑料制备燃料的半连续或连续方法，其特征在于 在第一步骤中提供生物质和塑料并在300-400°C下在再循环载体油存在下分散； 在第二步骤中使所得混合物在液相中在300-400°C下反应； 在第三步骤中将所产生的气体、液体和固体的产物彼此分离并任选地进一步加工； 任选地在进一步的步骤中，将所产生的液体产物氢化； 任选地在进一步的步骤中，所产生的固体产物经受蒸汽重整或气化反应； 其中生物质:塑料的比率为80:20至10:90重量％，且 其中在不外部添加载体油的情况下进行所述方法，且 其中将所形成的载体油部分或完全再循环至所述反应的第一步骤，且 其中在没有外部供应催化剂的情况下进行该方法。2.根据权利要求1的方法，其特征在于在进一步的步骤中，从反应器中取出在第二步骤中形成的一部分底部相，氢化，并随后再循环至反应器。3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于在第一步骤中， 所述塑料是含有PE、PP和/或PS或由PE、PP和/或PS组成的混合物；和/或 所述生物质是含有木质纤维素、碳水化合物和/或其衍生物或由木质纤维素、碳水化合物和/或其衍生物组成的混合物。4.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于在第一步骤中，生物质和塑料 首先被提供， 然后在150-200°C下干 燥/液化， 然后在300-40(TC下在再循环载体油存在下分散。5.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于 在液相中不加压地进行第二步骤，和/或 所形成的载体油部分或完全地再循环至所述反应的第一步骤。6.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于在第三步骤中 所形成的气体产物任选地在后处理后供应给燃气发动机或燃气轮机；和/或 所形成的液体油产物经历精馏和任选地氢化；和/或 所形成的固体产物任选地在干燥后经历蒸汽重整或气化；和/或 加工所形成的水相，以形成沼气。7.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于所提供的原材料生物质和塑料具有 <35%的残余水分和/或 <10毫米的粒子尺寸。8.适合由生物质和塑料制备燃料的系统，其包括相继连接的下述装置: 任选的加热螺杆(Hb、Ha);分散器(DIS)； ...
【专利技术属性】
技术研发人员：埃米尔·A·J·维泽尔林哈特，
申请(专利权)人：埃米尔·A·J·维泽尔林哈特，
类型：
国别省市：
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