本发明属于生物燃料技术领域，具体涉及一种高热值海藻生物质燃料及其制备方法。
背景技术：
生物质燃料作为一种可再生、节能环保型新兴燃料具有清洁卫生、安全环保、使用方便、廉价等优点，面对石化能源的枯竭，煤基生物燃料具有较大的发展潜力。其中藻类具有分布广泛、油脂含量高、环境适应能力强、生长周期短、生产成本相对较低等优势，因此藻类在生物质燃料开发过程中吸引了越来越多的关注。然而，现有技术中的藻类生物质燃料还具有燃烧不充分、燃烧热值低、动力小等缺点。因此，研究开发一种高热值海藻生物质燃料具有重要的经济效益、社会价值。
技术方案
为解决上述现有技术中存在的问题，本发明公开了一种高热值海藻生物质燃料，具体技术方案如下。
一种高热值海藻生物燃料，包括以下重量份的组分：海藻生物油40-50份、甲醇20-30份、c910-15份、加氢轻质煤焦油15-20份、厨余食用油10-15份、异丁醇5-10份、二戊铁1-3份、mtbe5-8份、辛醇5-10份、甲缩醛5-10份、三乙酸甘油酯10-15份、助燃剂3-5份、稳定剂3-6份、抗爆剂1-3份、分散剂2-5份。
作为优选，所述助燃剂为重量比为1:2:2的异丙醚、己醚、甲基叔丁基醚。
作为优选，所述稳定剂为重量比为2:3的二叔丁基对甲酚、异丁胺。
作为优选，所述抗爆剂为基环二烯三羰基锰。
作为优选，所述分散剂为脂肪酸类、脂肪族酰胺类和酯类分散剂中的一种或多种的混合物。
作为优选，所述分散剂为聚甲基丙烯酸酯。
作为优选，所述海藻生物油由以下方法制备：
（1）破壁粉碎：清洗除去海藻中掺杂的泥沙等杂质及表面的海盐，然后在海藻中加入与其等重的蒸馏水，用破壁粉碎机粉碎成浆液，备用；
（2）发酵：将浆液加入到发酵罐中，加入浆液重量分数0.008-0.01%的复合菌剂，混合均匀，在30-35℃条件下发酵6-8天，得到发酵液，备用；
（3）水热液化：将发酵液加入高压反应釜中，加入发酵液3倍重量的蒸馏水，n2加压至1.5mpa，加热至300℃，以150r/min进行搅拌反应1h，冷却至室温后，放出气体，倒出反应混合物，备用；
（4）萃取：用ch2cl2萃取反应混合物，然后过滤分离出残渣，ch2cl2相在40℃条件下旋转蒸发，除去ch2cl2，即得到所述海藻生物油。
作为优选，所述复合菌剂由3～5份短小芽孢杆菌、6～10份酿酒酵母、3～5份乳酸肠球菌混合而成。
本发明还公开了上述高热值海藻生物燃料的制备方法，具体技术方案如下。
高热值海藻生物燃料的制备方法，包括以下步骤：在常温常压条件下，将海藻生物油、c9、加氢轻质煤焦油、厨余食用油、甲缩醛加入配置器中混合均匀，然后加入甲醇、异丁醇、辛醇混合均匀，再依次加入二戊铁、mtbe、三乙酸甘油酯、助燃剂、稳定剂、抗爆剂、分散剂混合均匀，然后将上述混好的原料通过防爆离心泵循环混合1-2h，然后静置2h，即得到所述高热值海藻生物燃料。
有益效果
（1）本发明所述的高热值海藻生物燃料中海藻生物油和甲醇作为主燃成分，甲醇可以提高燃料的含氧量，使燃料能充分燃烧；c9、加氢轻质煤焦油、厨余食用油作为热值提高剂，可以显著提高燃料的燃烧热值；异丁醇可促进燃烧；二戊铁在本发明中用于节能消烟剂；mtbe是优良的汽油高辛烷值添加剂和抗爆剂，可以提高燃料的抗爆指数，降低其敏感度，增加安全性；辛醇、甲缩醛作为助溶剂加入，可以使各组分互溶；三乙酸甘油酯除了可与其他原料配伍，提高燃料的闪点外，还能够在金属的表面形成保护膜，隔离了腐蚀物质与金属表面的接触，从而可以起到防止燃烧对金属的腐蚀，增强了燃料的抗腐蚀性能；助燃剂的加入，可以大大提高燃料的热值；稳定剂可保证燃料在使用过程中的质量稳定，抗爆剂可大幅提高燃料的安全性，分散剂使不溶性物质在燃料中保持分散悬浮状态，以免在发动机的关键部位行成漆状沉积物，同时也能保证燃烧性能良好，降低排气量，减少污染。
（2）本发明所述的高热值海藻生物质燃料各组分相互配合，燃烧热值高达38000kj/kg，具有较好的抗腐蚀性能，且产生的废气较少，作为高效、环保的替代燃料具有较大的发展潜力和重要的经济效益、社会价值。本发明所述的高热值海藻生物质燃料的制备方法，制作工艺简单，不需要加压加温，易于操作，可大规模生产。
（3）本发明所述的海藻生物油的制备方法中，将海藻进行破壁处理，可以破碎海藻的细胞壁，使海藻中的有效物质得到释放，可以最大限度提取有效成分，提高海藻的利用价值，而且还可以缩短酶解时间；将破壁处理后的浆液进行发酵处理，可以使浆液反应生成可燃烧的燃料，可大大提高产率；将发酵液进行水热液化，可以使发酵液进一步反应，转化成燃料油。通过上述方法，所得海藻生物油的产率可高达32.3%。
具体实施方式
实施例1
一种高热值海藻生物燃料，包括以下重量份的组分：海藻生物油40份、甲醇20份、c915份、加氢轻质煤焦油20份、厨余食用油10份、异丁醇5份、二戊铁3份、mtbe5份、辛醇5份、甲缩醛10份、三乙酸甘油酯10份、助燃剂3份、稳定剂3份、抗爆剂3份、分散剂2份。
所述助燃剂为重量比为1:2:2的异丙醚、己醚、甲基叔丁基醚。所述稳定剂为重量比为2:3的二叔丁基对甲酚、异丁胺。所述抗爆剂为基环二烯三羰基锰。所述分散剂为聚甲基丙烯酸酯。
所述海藻生物油由以下方法制备：
（1）破壁粉碎：清洗除去海藻中掺杂的泥沙等杂质及表面的海盐，然后在海藻中加入与其等重的蒸馏水，用破壁粉碎机粉碎成浆液，备用；
（2）发酵：将浆液加入到发酵罐中，加入浆液重量分数0.008%的复合菌剂，混合均匀，在35℃条件下发酵8天，得到发酵液，备用；
（3）水热液化：将发酵液加入高压反应釜中，加入发酵液3倍重量的蒸馏水，n2加压至1.5mpa，加热至300℃，以150r/min进行搅拌反应1h，冷却至室温后，放出气体，倒出反应混合物，备用；
（4）萃取：用ch2cl2萃取反应混合物，然后过滤分离出残渣，ch2cl2相在40℃条件下旋转蒸发，除去ch2cl2，即得到所述海藻生物油。
所述复合菌剂由3份短小芽孢杆菌、10份酿酒酵母、3份乳酸肠球菌混合而成。
所述高热值海藻生物燃料的制备方法，包括以下步骤：在常温常压条件下，将海藻生物油、c9、加氢轻质煤焦油、厨余食用油、甲缩醛加入配置器中混合均匀，然后加入甲醇、异丁醇、辛醇混合均匀，再依次加入二戊铁、mtbe、三乙酸甘油酯、助燃剂、稳定剂、抗爆剂、分散剂混合均匀，然后将上述混好的原料通过防爆离心泵循环混合1-2h，然后静置2h，即得到所述高热值海藻生物燃料。
实施例2
一种高热值海藻生物燃料，包括以下重量份的组分：海藻生物油50份、甲醇30份、c910份、加氢轻质煤焦油15份、厨余食用油15份、异丁醇10份、二戊铁1份、mtbe8份、辛醇10份、甲缩醛5份、三乙酸甘油酯15份、助燃剂5份、稳定剂6份、抗爆剂1份、分散剂5份。所述助燃剂为重量比为1:2:2的异丙醚、己醚、甲基叔丁基醚。所述稳定剂为重量比为2:3的二叔丁基对甲酚、异丁胺。所述抗爆剂为基环二烯三羰基锰。所述分散剂为聚甲基丙烯酸酯。
所述海藻生物油由以下方法制备：
（1）破壁粉碎：清洗除去海藻中掺杂的泥沙等杂质及表面的海盐，然后在海藻中加入与其等重的蒸馏水，用破壁粉碎机粉碎成浆液，备用；
（2）发酵：将浆液加入到发酵罐中，加入浆液重量分数0.01%的复合菌剂，混合均匀，在30℃条件下发酵6天，得到发酵液，备用；
（3）水热液化：将发酵液加入高压反应釜中，加入发酵液3倍重量的蒸馏水，n2加压至1.5mpa，加热至300℃，以150r/min进行搅拌反应1h，冷却至室温后，放出气体，倒出反应混合物，备用；
（4）萃取：用ch2cl2萃取反应混合物，然后过滤分离出残渣，ch2cl2相在40℃条件下旋转蒸发，除去ch2cl2，即得到所述海藻生物油。
作为优选，所述复合菌剂由5份短小芽孢杆菌、6份酿酒酵母、5份乳酸肠球菌混合而成。
本发明还公开了上述高热值海藻生物燃料的制备方法，具体技术方案如下。
高热值海藻生物燃料的制备方法，包括以下步骤：在常温常压条件下，将海藻生物油、c9、加氢轻质煤焦油、厨余食用油、甲缩醛加入配置器中混合均匀，然后加入甲醇、异丁醇、辛醇混合均匀，再依次加入二戊铁、mtbe、三乙酸甘油酯、助燃剂、稳定剂、抗爆剂、分散剂混合均匀，然后将上述混好的原料通过防爆离心泵循环混合1-2h，然后静置2h，即得到所述高热值海藻生物燃料。
实施例3
一种高热值海藻生物燃料，包括以下重量份的组分：海藻生物油45份、甲醇25份、c912份、加氢轻质煤焦油16份、厨余食用油11份、异丁醇8份、二戊铁2份、mtbe6份、辛醇8份、甲缩醛6份、三乙酸甘油酯13份、助燃剂4份、稳定剂5份、抗爆剂2份、分散剂3份。
所述助燃剂为重量比为1:2:2的异丙醚、己醚、甲基叔丁基醚。所述稳定剂为重量比为2:3的二叔丁基对甲酚、异丁胺。所述抗爆剂为基环二烯三羰基锰。所述分散剂为脂肪酸类、脂肪族酰胺类和酯类分散剂中的一种或多种的混合物。所述分散剂为聚甲基丙烯酸酯。
所述海藻生物油由以下方法制备：
（1）破壁粉碎：清洗除去海藻中掺杂的泥沙等杂质及表面的海盐，然后在海藻中加入与其等重的蒸馏水，用破壁粉碎机粉碎成浆液，备用；
（2）发酵：将浆液加入到发酵罐中，加入浆液重量分数0.009%的复合菌剂，混合均匀，在35℃条件下发酵8天，得到发酵液，备用；
（3）水热液化：将发酵液加入高压反应釜中，加入发酵液3倍重量的蒸馏水，n2加压至1.5mpa，加热至300℃，以150r/min进行搅拌反应1h，冷却至室温后，放出气体，倒出反应混合物，备用；
（4）萃取：用ch2cl2萃取反应混合物，然后过滤分离出残渣，ch2cl2相在40℃条件下旋转蒸发，除去ch2cl2，即得到所述海藻生物油。
所述复合菌剂由3～5份短小芽孢杆菌、6～10份酿酒酵母、3～5份乳酸肠球菌混合而成。
上述高热值海藻生物燃料的制备方法，包括以下步骤：在常温常压条件下，将海藻生物油、c9、加氢轻质煤焦油、厨余食用油、甲缩醛加入配置器中混合均匀，然后加入甲醇、异丁醇、辛醇混合均匀，再依次加入二戊铁、mtbe、三乙酸甘油酯、助燃剂、稳定剂、抗爆剂、分散剂混合均匀，然后将上述混好的原料通过防爆离心泵循环混合1-2h，然后静置2h，即得到所述高热值海藻生物燃料。