[發明專利]一種直接在線分離木醋液與木焦油的方法

在審

• 申請號: 202011110044.1
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112480973A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 鄭冀魯;朱銘強;殷黨躍
• 申請（專利權）人: 西北農林科技大學
• 主分類號: C10K1/00
• 分類號: C10K1/00;C10K1/04;C10C5/00;C10B53/02;C10B57/00
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本發明專利涉及一種在線分離木醋液與木焦油的方法。該方法依次遵循下列關鍵步驟：關鍵步驟①，生物質慢速熱解生成的熱解氣(氣態木焦油、氣態木醋液、木煤氣的混合氣體)首先通過一個高溫冷凝器，熱解氣中的大部分氣態木焦油首先冷凝為液態木焦油；關鍵步驟②，熱解氣通過一個高壓靜電捕集器，在靜電場的作用下熱解氣中殘余的木焦油液滴被捕集收獲；關鍵步驟③，熱解氣通過一個低溫冷凝器，熱解氣中的氣態木醋液冷凝為液態木醋液。相對于傳統木醋液和木焦油的分離方法，本專利提出的技術路線具有分離高效、成本極低的優勢。

技術領域

本發明屬于三廢處理與綜合利用技術領域。

背景技術

木醋液具有促進作物生長、抑制有害微生物的功效。當前木醋液的生產制備方法是慢速熱解生物質生成熱解氣，熱解氣被冷凝為熱解液，熱解液系木醋液與木焦油的液態混合物，通過靜置分離法、活性炭吸附法、萃取法、蒸餾法或超低溫冷凍解凍法將木醋液與木焦油的液態混合物進行分離，從熱解液中分離提取木醋液。分離木醋液與木焦油的液態混合物往往需要外加助劑材料(活性炭吸附法、萃取法)或者額外能量(蒸餾法或超低溫冷凍解凍法)，造成分離過程成本較高或耗時較長(靜置分離法)，生產效率低下。本發明專利針對傳統的木醋液、木焦油分離技術路線的缺陷，提出了一種新的木醋液、木焦油的分離方法。該方法基于氣態木醋液與氣態木焦油冷凝溫度的差異，通過控制熱解氣的冷凝溫度實現木醋液與木焦油在蒸汽狀態下的冷凝分離，即首先使得熱解氣進入一個高溫冷凝器，將熱解氣中的氣態木焦油冷凝為液態木焦油，此時氣態木醋液不發生冷凝，仍然是氣態。然后使得熱解氣再進入一個低溫冷凝器，則氣態木醋液冷凝為液態木醋液。此外，為了增強木醋液與木焦油的分離效果，在高溫冷凝器與低溫冷凝器之間可設一電捕焦油器捕集熱解氣中的殘余木焦油。本發明專利提出的分離方法能夠將熱解氣直接在線冷凝分離為木醋液與木焦油，而非熱解氣冷凝為木醋液與木焦油的液態混合物后再進行耗能、耗材、耗時的分離。相比于傳統的木醋液、木焦油分離技術路線，本分離技術路線不需要額外加入其它組分、能耗低、經濟成本低，生產效率高。

發明內容

使得慢速熱解生物質形成的熱解氣依次進入高溫冷凝器、電捕焦油器和低溫冷凝器。熱解氣中的氣態木焦油在高溫冷凝器被冷凝收集，少量殘余木焦油隨后在電捕焦油器中被捕集。熱解氣中的氣態木醋液在低溫冷凝器中被冷凝收集。實現在氣態條件下即木醋液、木焦油分離。

具體工藝控制過程如下。

慢速熱解生物質：

將一批生物質原料裝填入干餾釜進行慢速熱解。裝料后，密封干餾釜隔絕空氣，然后采用外部加熱方式加熱干餾釜。控制加熱量，使得加熱時干餾釜內部的升溫速率為1~1.5℃/min，當干餾釜內部溫度升至400℃時，使用PID溫度控制裝置調控干餾釜內部保持恒溫400℃共2.5~3h。當干餾釜溫度達到160℃以上時，生物質開始發生熱裂解生成熱解氣。

熱解氣直接在線冷凝分離為木醋液和木焦油的過程：

干餾釜與高溫冷凝器、電捕焦油器和低溫冷凝器順序串聯連接。

生物質慢速熱裂解形成的熱解氣首先進入高溫冷凝器，高溫冷凝器的溫度設定不低于80℃。在高溫冷凝器中，氣態木焦油被冷凝為液態木焦油，流入木焦油收集罐，氣態木醋液不發生冷凝。

離開高溫冷凝器的熱解氣進入電捕焦油器，電捕焦油器的溫度設定不低于60℃。熱解氣中的殘余木焦油液滴被電捕焦油器捕集，流入木焦油收集罐。

離開電捕焦油器的熱解氣進入低溫冷凝器，低溫冷凝器的溫度設定不高于20℃。熱解氣中的氣態木醋液被冷凝，流入木醋液收集罐。

具體實施方式

實施例：