[發(fā)明專(zhuān)利]一種在線(xiàn)提升木醋液產(chǎn)率和品質(zhì)的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011117815.X
• 申請(qǐng)日: 2020-10-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112480980A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭冀魯;朱銘強(qiáng);朱亞紅;蘇虹宇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西北農(nóng)林科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C10K1/34
• 分類(lèi)號(hào): C10K1/34;C10K3/02;C10C5/00;C10B53/02;C10B57/00
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本發(fā)明專(zhuān)利涉及一種在線(xiàn)提升木醋液產(chǎn)率和品質(zhì)的方法，即利用催化劑催化裂解生物質(zhì)慢速熱解產(chǎn)生的熱解氣(氣態(tài)木醋液、氣態(tài)木焦油和木煤氣的混合氣體)，該催化劑能夠?qū)鈶B(tài)木焦油催化裂解為氣態(tài)木醋液和木煤氣，既能夠提高木醋液的產(chǎn)率，又可有效減少氣態(tài)木醋液冷凝后獲得的液態(tài)木醋液中包含的木焦油的數(shù)量，提升了木醋液的純度和品質(zhì)。本專(zhuān)利提出的技術(shù)路線(xiàn)能夠較好的實(shí)現(xiàn)農(nóng)林廢棄物的資源化利用，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的理念。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于三廢處理與綜合利用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

木醋液是生物質(zhì)在干餾設(shè)備中進(jìn)行慢速熱解生成的熱解氣體經(jīng)冷凝后再進(jìn)行分離得到的一種紅褐色液體。木醋液的主要成分為醋酸、酚類(lèi)、水，其中有機(jī)質(zhì)成分醋酸占10％以上。該品在高濃度下具有較強(qiáng)的殺菌、抗菌的功能；在低濃度下能抑制雜菌的繁殖，具有防菌，防蟲(chóng)的功效。木醋能中和氮硫化合物而作為消臭劑使用；木醋液因含有許多酚類(lèi)物質(zhì)能殺菌、消毒避害蟲(chóng)作為消毒、驅(qū)蟲(chóng)劑使用。在發(fā)達(dá)國(guó)家有機(jī)農(nóng)業(yè)栽培中己被廣泛利用。

生物質(zhì)慢速熱解氣體冷凝后，得到的液體是木醋液和木焦油的混合物，尚須通過(guò)靜置分層、活性炭吸附、蒸餾等方法將木醋液和木焦油分離，最終得到木醋液產(chǎn)品。上述分離方法的使用顯著增加了木醋液產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的成本。本發(fā)明專(zhuān)利提出了一種新的技術(shù)路線(xiàn)，即通過(guò)催化手段將熱解氣中的氣態(tài)木焦油催化裂解為氣態(tài)木醋液和木煤氣成分，經(jīng)過(guò)催化轉(zhuǎn)化的熱解氣再進(jìn)行冷凝，這樣獲得的液體混合物中含有更多的木醋液，更少的木焦油，有利于后續(xù)木醋液與木焦油的分離，能夠有效降低分離成本，提高木醋液的產(chǎn)率和品質(zhì)，能夠顯著增加木醋液產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)明內(nèi)容

使用浸漬法或共混合法制備催化劑并進(jìn)行壓片成型(球形或圓柱形)，要求催化劑活性成分(過(guò)渡金屬氧化物、過(guò)渡金屬、Ca、Mg、Al、Fe、Si、K的氧化物中的一種或幾種的組合)與催化劑載體(如硅藻土、氧化鋁、分子篩等)的質(zhì)量比例不低于1.0wt％，催化劑的粒度6-12目。

制備好的成型催化劑裝填入固定床催化反應(yīng)器，催化劑裝填密度0.55～0.60g/cm³。

將生物質(zhì)慢速熱解設(shè)備(如干餾釜)的熱解氣出口管道連接通入裝填催化劑的固定床催化反應(yīng)器。

將一批生物質(zhì)原料裝填入慢速熱解設(shè)備(如干餾釜)進(jìn)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(shí)干餾釜內(nèi)部的升溫速率為1～1.5℃/min，當(dāng)干餾釜內(nèi)部溫度升至400℃時(shí)，使用PID溫度控制裝置調(diào)控干餾釜內(nèi)部保持恒溫400℃共2.5～3h。

當(dāng)干餾釜溫度達(dá)到160℃以上時(shí)，生物質(zhì)開(kāi)始發(fā)生熱裂解生成熱解氣。

生成的熱解氣進(jìn)入固定床催化反應(yīng)器，反應(yīng)器的溫度由外部熱源(如燃燒木煤氣)維持在600℃到800℃。熱解氣中的氣態(tài)木焦油組分在催化劑的催化作用下發(fā)生裂解，分解為氣態(tài)木醋液和木煤氣。實(shí)現(xiàn)木醋液產(chǎn)率以及品質(zhì)的提升。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一：

[1]以氧化鋁為催化劑載體，預(yù)壓成粒度為8目的圓柱體。載體加熱至550℃，冷卻后浸漬入氯鉑酸溶液24h，氯鉑酸與載體的質(zhì)量比例為5：100。浸漬后在500℃下加熱3h。

[2]制備好的成型催化劑裝填入固定床催化反應(yīng)器，催化劑裝填密度0.56g/cm³。

[3]將一批生物質(zhì)原料裝填入慢速熱解設(shè)備(如干餾釜)進(jìn)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(shí)干餾釜內(nèi)部的升溫速率為1.2℃/min，當(dāng)干餾釜內(nèi)部溫度升至400℃時(shí)，使用PID溫度控制裝置調(diào)控干餾釜內(nèi)部保持恒溫400℃共2.6h。