公布日：2023.08.08
申請(qǐng)日：2023.05.12
分類(lèi)號(hào)：C10G1/00(2006.01)I
摘要
本發(fā)明涉及一種鋼渣催化污泥水熱液化產(chǎn)生物質(zhì)油的方法，將污泥和鋼渣粉碎，并加入水，攪拌均勻，得到混合料；將混合料放入高壓反應(yīng)釜，并封閉釜體，用氮?dú)鈱⒏邏悍磻?yīng)釜內(nèi)的空氣排出，在攪拌條件下，通過(guò)加熱高壓反應(yīng)釜使溫度升高至250～350℃，進(jìn)行水熱液化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，冷卻降溫得到水熱液化混合液，過(guò)濾，并用有機(jī)溶劑清洗濾渣，得到濾液和濾渣，并將濾液在分液漏斗中進(jìn)行分液，上層為水溶液，下層為有機(jī)溶劑與油相的混合溶液；將上層水溶液烘干得到輕質(zhì)油；將下層有機(jī)溶劑與油相的混合溶液旋蒸除去有機(jī)溶劑，得到生物質(zhì)油。本發(fā)明通過(guò)鋼渣催化污泥水熱液化產(chǎn)生物質(zhì)油，可提高有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為液相生物質(zhì)油的產(chǎn)率。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種鋼渣催化污泥水熱液化產(chǎn)生物質(zhì)油的方法，其特征在于，步驟如下：步驟1：將污泥和鋼渣粉碎，并加入水，攪拌均勻，得到混合料；步驟2：將混合料放入高壓反應(yīng)釜，并封閉釜體，用氮?dú)鈱⒏邏悍磻?yīng)釜內(nèi)的空氣排出，在攪拌條件下，通過(guò)加熱高壓反應(yīng)釜使溫度升高至250～350℃，進(jìn)行水熱液化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，冷卻降溫得到水熱液化混合液；步驟3：水熱液化混合液過(guò)濾，并用有機(jī)溶劑清洗濾渣，得到濾液和濾渣，并將濾液在分液漏斗中進(jìn)行分液，上層為水溶液，下層為有機(jī)溶劑與油相的混合溶液；步驟4：將下層有機(jī)溶劑與油相的混合溶液旋蒸除去有機(jī)溶劑，得到生物質(zhì)油。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼渣催化污泥水熱液化產(chǎn)生物質(zhì)油的方法，其特征在于，步驟3中所用有機(jī)溶劑為二氯甲烷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼渣催化污泥水熱液化產(chǎn)生物質(zhì)油的方法，其特征在于，步驟1中，污泥質(zhì)量占混合料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5-15％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼渣催化污泥水熱液化產(chǎn)生物質(zhì)油的方法，其特征在于，步驟1中，鋼渣的占比為污泥的10-30％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼渣催化污泥水熱液化產(chǎn)生物質(zhì)油的方法，其特征在于，步驟2中，水熱液化反應(yīng)溫度為300℃，反應(yīng)時(shí)間為30分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼渣催化污泥水熱液化產(chǎn)生物質(zhì)油的方法，其特征在于，步驟3中，二氯甲烷使用量為水使用量的200％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼渣催化污泥水熱液化產(chǎn)生物質(zhì)油的方法，其特征在于，步驟4中，二氯甲烷旋蒸時(shí)間為30分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼渣催化污泥水熱液化產(chǎn)生物質(zhì)油的方法，其特征在于，旋蒸條件為：40-50℃，真空度為65kPa。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼渣催化污泥水熱液化產(chǎn)生物質(zhì)油的方法，其特征在于，將上層水溶液烘干得到輕質(zhì)油。
發(fā)明內(nèi)容
為了提供生物質(zhì)油提取效率，降低生產(chǎn)成本，本發(fā)明提供了一種鋼渣催化污泥水熱液化產(chǎn)生物質(zhì)油的方法，通過(guò)鋼渣催化污泥水熱液化產(chǎn)生物質(zhì)油，以實(shí)現(xiàn)“以廢治廢，資源回收”的模式，可提高有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為液相生物質(zhì)油的產(chǎn)率和提升生物質(zhì)油的熱值。
本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。一種鋼渣催化污泥水熱液化產(chǎn)生物質(zhì)油的方法，過(guò)程如下：
步驟1：將污泥和鋼渣粉碎，并加入水，攪拌均勻，得到混合料；
步驟2：將混合料放入高壓反應(yīng)釜，并封閉釜體，用氮?dú)鈱⒏邏悍磻?yīng)釜內(nèi)的空氣排出，在攪拌條件下，通過(guò)加熱高壓反應(yīng)釜使溫度升高至250～350℃，進(jìn)行水熱液化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，冷卻降溫得到水熱液化混合液；
步驟3：水熱液化混合液過(guò)濾，并用有機(jī)溶劑清洗濾渣，得到濾液和濾渣，并將濾液在分液漏斗中進(jìn)行分液，上層為水溶液，下層為有機(jī)溶劑與油相的混合溶液；
步驟4：將下層有機(jī)溶劑與油相的混合溶液在40-50℃下、真空度為65kPa下旋蒸除去有機(jī)溶劑，得到生物質(zhì)油。
優(yōu)選的，步驟3中所用有機(jī)溶劑為二氯甲烷。
優(yōu)選的，步驟(1)中，污泥質(zhì)量占混合料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5-15％。
優(yōu)選的，步驟1中，鋼渣的占比為污泥的10-30％。
優(yōu)選的，步驟2中，水熱液化反應(yīng)溫度為300℃，反應(yīng)時(shí)間為30分鐘。
優(yōu)選的，步驟3中，二氯甲烷使用量為水使用量的200％。
優(yōu)選的，步驟4中，二氯甲烷旋蒸時(shí)間為30分鐘。
本發(fā)明公開(kāi)一種鋼渣催化污泥水熱液化產(chǎn)生物質(zhì)油，以實(shí)現(xiàn)“以廢治廢，資源回收”的模式，可提高有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為液相生物質(zhì)油的產(chǎn)率和提升生物質(zhì)油的熱值。通過(guò)利用鋼渣中堿性氧化物(CaO、MgO等)、鐵金屬及氧化物(Fe、FeO等)等高活性催化組分促進(jìn)污泥中有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)油，并提高生物質(zhì)油品質(zhì)。
對(duì)比單獨(dú)污泥水熱液化下生物質(zhì)油產(chǎn)率和熱值，本發(fā)明中鋼渣B配加量為污泥質(zhì)量的20％，生物質(zhì)油產(chǎn)率和低位熱值分別可提高19.43％、9.39％。這是由于鋼渣中堿性氧化物(CaO、MgO等)能促進(jìn)污泥中纖維素、蛋白質(zhì)等物質(zhì)解聚，并重組縮合形成生物質(zhì)油。此外，鋼渣中的鐵金屬及氧化物，一方面亦會(huì)促進(jìn)有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)油，另一方面鐵金屬及氧化物會(huì)與亞臨界水反應(yīng)生成氫氣，產(chǎn)生的氫氣會(huì)與生物質(zhì)油發(fā)生加氫脫氧反應(yīng)，進(jìn)而提高生物質(zhì)油的熱值。
（發(fā)明人：闕志剛;黃蓉;付尹宣;蔣海偉;石金明;艾仙斌;文震林;范敏）
