[發(fā)明專利]一種降低生物質(zhì)熱解油腐蝕性并回收有機酸的裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011009596.3
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112174806B
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發(fā)明（設計）人: 汪一;汪雪棚;鄧偉;熊依旻;鄧增通;任強強;熊哲;向軍;胡松;蘇勝;江龍;徐俊
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學
• 主分類號: C07C51/42
• 分類號: C07C51/42;C07C53/02;C07C53/08;C10G32/00;C25B3/07;C25B15/00;C25B15/02
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 孔娜;李智

本發(fā)明屬于生物質(zhì)利用相關技術領域，并公開了一種降低生物質(zhì)熱解油腐蝕性并回收有機酸的裝置及方法。該裝置中電解機構(gòu)中設置有陽極室、陰極室和反應室，陽極液輸送單元向該陽極室輸送陽極液，陰極液輸送單元向該陰極室輸送陰極液，電解質(zhì)輸送單元向反應室中輸送電解質(zhì)；陽極室和反應室之間采用質(zhì)子交換膜隔開，陽極液在陽極室中發(fā)生氧化反應產(chǎn)生質(zhì)子，陰極液在陰極室中發(fā)生還原反應產(chǎn)生陰離子，質(zhì)子和陰離子分別經(jīng)過質(zhì)子交換膜和陰離子交換膜進入反應室中，在反應室中反應生成有機酸，回收單元回收反應后反應室中的有機酸。通過本發(fā)明，實現(xiàn)在特定溫度下的熱解油電化學除酸，并可進一步通過設計實現(xiàn)有機酸液分離回收等功能。

技術領域

本發(fā)明屬于生物質(zhì)利用相關技術領域，更具體地，涉及一種降低生物質(zhì)熱解油腐蝕性并回收有機酸的裝置及方法。

背景技術

我國農(nóng)林廢棄物產(chǎn)量大，處置困難，如不能妥善處理將造成嚴重的資源浪費和環(huán)境問題。通過熱解多聯(lián)產(chǎn)技術可將農(nóng)林廢棄物轉(zhuǎn)化成熱解氣、熱解焦及熱解油，符合農(nóng)林廢棄物能源化、資源化綜合利用原則，可以改善農(nóng)村生活、生態(tài)與就業(yè)環(huán)境，具有良好的推廣應用前景。

然而不同于熱解氣和熱解焦已具備高值化利用的方式與配套技術，占熱解產(chǎn)物30％至70％的熱解油，由于成分復雜、酸性高，易對管道、儲罐或設備造成腐蝕，不便直接運輸、儲存和利用，需要進一步處理以降低其腐蝕性。同時，熱解油中的有機酸如甲酸乙酸是常用的化工原料，用途廣泛?；诖?，本發(fā)明利用電化學方法的優(yōu)勢，提出一種降低生物質(zhì)熱解油腐蝕性并回收有機酸的方法及裝置。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種降低生物質(zhì)熱解油腐蝕性并回收有機酸的裝置及方法，通過對裝置的整體結(jié)構(gòu)布局和重要部件電解機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設計，實現(xiàn)在特定溫度下的熱解油電化學除酸，并可進一步通過設計實現(xiàn)有機酸液分離回收等功能，與傳統(tǒng)熱化學方法相比，本發(fā)明具有反應條件溫和、過程可控、反應中避免積碳、有機酸液可回收等顯著優(yōu)勢。

為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種降低生物質(zhì)熱解油腐蝕性并回收有機酸的裝置，該裝置包括電解機構(gòu)、供電機構(gòu)、陽極液輸送單元、陰極液輸送單元、電解質(zhì)輸送單元和回收單元，其中：

所述電解機構(gòu)中設置有陽極室、陰極室和設置在陽極室和陰極室之間的反應室，所述陽極液輸送單元與所述陽極室連接，用于向該陽極室輸送陽極液，所述陰極液輸送單元與所述陰極室連接，用于向該陰極室輸送陰極液，所述電解質(zhì)輸送單元與所述反應室連接，用于向所述反應室中輸送電解質(zhì)；

所述供電機構(gòu)與所述陽極室和陰極室的電極連接，為三個腔室電解反應提供電源；所述陽極室和所述反應室之間采用質(zhì)子交換膜隔開，所述陰極室和所述反應室之間采用陰離子交換膜隔開，供電機構(gòu)打開后，所述陽極液在所述陽極室中在電流作用下發(fā)生氧化反應產(chǎn)生質(zhì)子，所述陰極液在所述陰極室中在電流作用下發(fā)生還原反應產(chǎn)生陰離子，所述質(zhì)子和陰離子分別經(jīng)過所述質(zhì)子交換膜和陰離子交換膜進入所述反應室中，在反應室中反應生成有機酸，所述回收單元與所述反應室連接，用于回收反應后反應室中的有機酸，其中，所述電解質(zhì)輸送單元輸入至所述反應室中的電解質(zhì)還用于降低所述反應室中的滲透壓，使得所述質(zhì)子和陰離子源源不斷的進入所述反應室中。

進一步優(yōu)選地，所述陰極輸送單元中設置有陰極液儲罐和冷卻器，所述冷卻器與所述陰極液儲罐連接，用于冷卻所述陰極液。

進一步優(yōu)選地，所述陰極室中設置有溫度傳感器，用于檢測所述陰極液的溫度，該溫度傳感器與所述冷卻器連接，當檢測所述陰極室中的溫度高于預設溫度時，所述冷卻器開始冷卻輸入所述陰極室的陰極液。

進一步優(yōu)選地，所述陰極液儲罐的一端連接有氮氣儲罐，通過向所述陰極液儲罐中通入氮氣，避免陰極液在陰極液儲罐中氧化。

進一步優(yōu)選地，所述陰極室中設置有催化電極，用于催化陰極液反應生成陰離子。

進一步優(yōu)選地，所述陰極室和陽極室中均設置有多個蛇形擾流隔板，分別用于均勻混合陰極室和陽極室中的陰極液和陽極液。