[發(fā)明專利]一種基于水熱反應的農林廢棄物脫堿炭化方法

有效

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• 申請日: 2019-07-15
• 公開（公告）號: CN110358599B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發(fā)明（設計）人: 王廣偉;王川;張建良;邵久剛
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C10L5/44
• 分類號: C10L5/44;C10B53/02;C10G1/00
• 代理公司: 武漢卓越志誠知識產(chǎn)權代理事務所(特殊普通合伙) 42266
• 代理人: 胡婷婷

1.一種基于水熱反應的玉米秸稈脫堿炭化方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）玉米秸稈預處理：對玉米秸稈進行破碎處理，并在破碎后的試樣中添加制漿用水，制備漿液；所述制漿用水的 pH 值控制在 2~6，制漿后漿液含水率 控制在 60% ~ 80%；

（2）漿液預熱處理：將制得的玉米秸稈漿液經(jīng)高壓漿泵加壓后，輸送至換 熱器進行預熱；

（3）水熱脫堿炭化：將加壓、預熱后的漿液輸送至高溫高壓水熱炭化反應 釜，在反應釜內完成脫堿、炭化反應；所述水熱炭化反應釜的工作溫度控制在180 ~ 340℃，對應飽和蒸汽壓為 1 ~ 14.6MPa，處理時間控制在 20 ~ 100min；

（4）固液分離處理：對脫堿、炭化處理后的高溫、高壓物料進行固液分離，得到高溫水熱炭和高溫脫堿水；

（5）脫水干燥處理：將所述高溫水熱炭輸送至水熱炭干燥系統(tǒng)，利用高溫水熱炭攜帶的熱能進行自脫水干燥處理，得到低堿金屬含量的水熱炭；

（6）余熱回收利用：將所述高溫脫堿水輸送至冷凝系統(tǒng)中進行降溫、降壓處理，并將降壓后的高溫蒸汽輸送至換熱器，對玉米秸稈漿液進行預熱；

（7）脫堿水循環(huán)利用：對降溫、降壓后的脫堿水進行油水分離，得到可循環(huán)利用的生物質焦油和含鹽水。

2.根據(jù)權利要求 1 所述的一種基于水熱反應的玉米秸稈脫堿炭化方法，其特征在于：步驟（1）中所述玉米秸稈破碎處理后的粒度小于 1cm，破碎后的玉米秸稈經(jīng)管道輸送至制漿槽，并在所述制漿槽中進行漿液制備。

3.根據(jù)權利要求 1 所述的一種基于水熱反應的玉米秸稈脫堿炭化方法，其特征在于：步驟（1）中所述制漿用水包括工業(yè)水、脫鹽循環(huán)水、化工廠酸性廢液中的一種或多種混合。

4.根據(jù)權利要求 1 所述的一種基于水熱反應的玉米秸稈脫堿炭化方法，其特征在于：步驟（2）中所述預熱的預熱時間控制在 20 ~ 40min，漿液預熱溫度為 120 ~ 180℃。

5.根據(jù)權利要求 1 所述的一種基于水熱反應的玉米秸稈脫堿炭化方法，其特征在于：步驟（5）制得的低堿金屬含量的水熱炭中，金屬鉀和鈉的總質量百分比小于 0.3%，堿金屬脫除率大于 90%。

6.根據(jù)權利要求5 所述的一種基于水熱反應的玉米秸稈脫堿炭化方法，其特征在于：所述低堿金屬含量的水熱炭的水分小于10%，干燥基揮發(fā)分小于66%，灰分小于5%，哈氏可磨性指數(shù)大于70，高位熱值大于20000kJ/kg。

7.根據(jù)權利要求 1 所述的一種基于水熱反應的玉米秸稈脫堿炭化方法，其特征在于：步驟（6）中所述降壓處理采用的裝置為閃蒸罐，經(jīng)過閃蒸罐減壓產(chǎn)生180 ~ 240℃的高溫蒸汽輸送至換熱器，對漿液進行加熱。

8.根據(jù)權利要求 1 所述的一種基于水熱反應的玉米秸稈脫堿炭化方法，其特征在于：步驟（7）中所述生物質焦油供化工廠作為原料使用；所述含鹽水經(jīng)過蒸發(fā)、結晶，獲得粗鉀鹽供化肥廠作為原料使用，剩余脫鹽水作為制漿用水 循環(huán)利用。