[發(fā)明專利]一種利用工業(yè)固廢銅渣調(diào)控紙類熱解產(chǎn)物特性的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811032064.4
• 申請日: 2018-09-05
• 公開（公告）號: CN109161390A
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧娜;王啟玉
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: C10B53/02
• 分類號: C10B53/02;C10B57/12;C10B47/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 琪琛

本發(fā)明公開了一種利用工業(yè)固廢銅渣調(diào)控紙類熱解產(chǎn)物特性的方法，利用工業(yè)固廢銅渣對紙類進(jìn)行催化熱解，從而達(dá)到降低生物油粘度的目的。該方法不僅實(shí)現(xiàn)對工業(yè)固廢回收利用，降低了催化劑成本，還提高了生物油品質(zhì)，加快了生物油的商業(yè)應(yīng)用步伐，有利于我國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，對我國能源戰(zhàn)略具有重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬生物質(zhì)高溫?zé)峤庖夯幚砑夹g(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種將工業(yè)固廢銅渣作為催化劑對廢紙類進(jìn)行催化熱解，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)定向調(diào)控?zé)峤猱a(chǎn)物特性的方法。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展，高速增長的城市生活垃圾和工業(yè)固廢逐漸成為制約我國經(jīng)濟(jì)和社會可持續(xù)發(fā)展的重要因素。從資源利用方面看，由于固體廢棄物(生活垃圾、工業(yè)固廢)大量堆積而占用大量土地資源，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國每年因城市生活垃圾堆放占用土地達(dá)5億平方米以上。固體廢棄物中本身蘊(yùn)含大量可再生能源，但往往因?yàn)榈貌坏接行幚恚斐删薮蟮哪茉蠢速M(fèi)。從環(huán)境污染方面看，大量固體廢棄物的露天堆放釋放的大量惡臭、氨、硫等有害物質(zhì)進(jìn)入土壤、水體、大氣等，對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。因此“減量化、無害化、資源化”的固體廢棄物處理方式變得越來越重要。

廢紙是城市生活垃圾主要組分之一，其主要成分為纖維素與半纖維素，我國每年因城市傳統(tǒng)廢紙焚燒和填埋方法將會造成環(huán)境污染與能源浪費(fèi)。若對生活垃圾中的紙類進(jìn)行熱解制取液體燃料，不僅避免了焚燒造成的環(huán)境污染，同時(shí)對紙類等生物質(zhì)實(shí)現(xiàn)了綠色可回收利用，對可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。但是通過熱解制取車用液體燃料目前尚不成熟，熱解所得生物油具有高含水量和含氧量、低熱值、高粘度、高點(diǎn)火溫度、強(qiáng)腐蝕性等缺點(diǎn)。常規(guī)熱解技術(shù)制備的生物油雖然收率較高，但燃料品質(zhì)較低，未經(jīng)處理的生物油粘度一般遠(yuǎn)高于石化柴油，高粘特性不僅降低了油的品位和價(jià)值，并且嚴(yán)重影響柴油機(jī)供油系統(tǒng)，引起霧化不良，燃燒不完全、噴嘴堵塞等問題，故其應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用價(jià)值都受到限制。

銅渣是銅冶煉的副產(chǎn)品，屬于硅酸鹽系列，是工業(yè)固廢的典型代表。全球每年因銅冶煉而產(chǎn)生大量銅渣，銅渣的大量堆積，不僅侵占大量土地，造成資源浪費(fèi)，而且銅渣中的Cu等重金屬離子對土壤及水體造成較大危害。因此合理地利用銅渣將變得非常重要，銅渣中含有大量的有價(jià)值金屬，同時(shí)銅渣中含有大量ZnO等成分，對生物質(zhì)熱解具有催化效果。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供一種利用工業(yè)固廢銅渣調(diào)控紙類熱解產(chǎn)物特性的方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中對生活垃圾中的紙類進(jìn)行熱解制取液體燃料所得生物油具有高含水量和含氧量、低熱值、高粘度、高點(diǎn)火溫度、強(qiáng)腐蝕性等問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種利用工業(yè)固廢銅渣調(diào)控紙類熱解產(chǎn)物特性的方法，包括以下步驟：

(1)將廢紙與工業(yè)固廢銅渣均勻混合并平鋪于爐體底部，爐體使用螺栓擰緊密封，防止空氣進(jìn)入爐體內(nèi)使?fàn)t內(nèi)廢紙發(fā)生氧化反應(yīng)，同時(shí)將兩側(cè)活動(dòng)保溫墻關(guān)閉，此時(shí)開始通過氮?dú)馄肯驙t內(nèi)通入氮?dú)馀趴諣t內(nèi)氧氣；

(2)打開固定床熱解爐系統(tǒng)加熱開關(guān)，并設(shè)定溫度，此時(shí)爐體內(nèi)溫度逐漸升高，廢紙將在氮?dú)夥諊轮饾u發(fā)生高溫分解，有機(jī)氣體離開爐體，最終在冷凝器內(nèi)冷凝為熱解液，剩下CO2、CO等不可冷凝氣體分子通過末端被收集；

(3)試驗(yàn)結(jié)束后，將冷凝器內(nèi)熱解液收集，靜置后使用分液漏斗進(jìn)行油水分離，使用旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)測量其所得生物油粘度。

所述步驟(1)銅渣與廢紙質(zhì)量比例范圍在1:10到1:5之間。

所述步驟(2)熱解溫度設(shè)定為500℃。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明方法通過利用工業(yè)固廢銅渣作為催化劑達(dá)到廢紙熱解油粘度降低目的，不僅實(shí)現(xiàn)了對工業(yè)固廢綠色回收、合理利用，降低了催化劑所需成本，帶來良好環(huán)境效應(yīng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了生物油粘度降低，提高了生物油品質(zhì)，該降粘方式綠色、經(jīng)濟(jì)，是制備高品質(zhì)生物油的重要手段。

附圖說明

圖1固定床熱解裝置；