[發明專利]一種稻殼微波輔助解聚制備液體油和碳化硅的方法

在審

• 申請號: 202110188408.6
• 申請日: 2021-02-18
• 公開（公告）號: CN112938982A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 王文亮;馬振浩;薛白亮;李金寶;游翔宇
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C01B32/97
• 分類號: C01B32/97;C10G1/00;C10B53/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 賀小停

本發明公開了一種稻殼微波輔助解聚制備液體油和碳化硅的方法，將稻殼進行粉碎，將粉碎后的稻殼與微波吸收劑混合均勻，經過球磨，獲得稻殼與微波吸收劑復合材料；將稻殼與微波吸收劑復合材料在氬氣氣氛下進行微波輔助解聚；將微波輔助解聚過程產生的熱解氣進行冷凝獲得液體油，產生的固體物質為硅炭氧混合物；將硅炭氧混合物在氬氣氣氛下繼續進行微波加熱，得到的固體物質為碳化硅混合物；將得到的碳化硅混合物在空氣氣氛下進行煅燒，煅燒結束后，獲得的固體物質為碳化硅。本發明通過將稻殼與強微波吸收劑混合進行微波輔助解聚，得到高價值的液體油化學品和碳化硅固體材料，為稻殼的高值化利用提供了重要技術支撐。

技術領域

本發明屬于生物質能源與材料技術領域，具體涉及一種稻殼微波輔助解聚制備液體油和碳化硅的方法。

背景技術

稻殼是生物質的重要組成部分之一，是地球上豐富的可再生的能源。稻殼來源主要為稻谷脫殼，僅中國每年產稻殼5000萬噸以上。目前，稻殼的主要利用方式是將其直接燃燒供熱，利用附加值很低，因此急需尋求稻殼高值化利用的新途徑。

近年來，國內外學者在稻殼的熱解機理和特性、熱解生物油的提質等方面進行了大量研究。通過熱解的方式將稻殼轉化為生物油或者化學品是高效利用稻殼的最有潛力的方式之一，也是目前有關稻殼規模化利用的研究熱點方向之一，但目前稻殼利用方面由于其很高的灰分等特性，仍存在利用效率低、產品轉化附加值不高等問題，亟須尋找高值化的利用手段。

發明內容

本發明的目的在于提供一種稻殼微波輔助解聚制備液體油和碳化硅的方法，以克服稻殼灰分(硅)含量高無法有效利用和轉化的技術問題，本發明通過將稻殼與強微波吸收劑混合進行微波輔助解聚，得到高價值的液體油化學品和碳化硅固體材料，為稻殼的高值化利用提供了重要技術支撐。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種稻殼微波輔助解聚制備液體油和碳化硅的方法，包括以下步驟：

步驟一：將稻殼進行粉碎，將粉碎后的稻殼與微波吸收劑混合均勻，經過球磨，獲得稻殼與微波吸收劑復合材料；

步驟二：將稻殼與微波吸收劑復合材料在氬氣氣氛下進行微波輔助解聚；

步驟三：將微波輔助解聚過程產生的熱解氣進行冷凝獲得液體油，微波輔助解聚過程產生的固體物質為硅炭氧混合物；

步驟四：將硅炭氧混合物在氬氣氣氛下繼續進行微波加熱，得到的固體物質為碳化硅混合物；

步驟五：將得到的碳化硅混合物在空氣氣氛下進行煅燒，煅燒結束后，獲得的固體物質為碳化硅。

進一步地，步驟一中所述的稻殼粒徑為0.1～0.5mm，微波吸收劑粒徑為0.05～0.2mm。

進一步地，步驟一中所述的微波吸收劑為活性炭、炭黑或石墨烯，所述的稻殼與微波吸收劑質量比為1：(0.02～0.5)。

進一步地，步驟一中球磨的時間為2～10min。

進一步地，步驟二中微波輔助解聚所采用微波功率為1500～1700W，反應時間為20～60秒。

進一步地，步驟三中冷凝的溫度為-35℃～0℃。

進一步地，步驟四中微波加熱所采用的微波功率為1800～2000W，反應時間為60～100秒。

進一步地，步驟五中煅燒溫度為800～1000℃，煅燒時間為1～3小時。

與現有技術相比，本發明具有以下有益的技術效果：

本發明提出的稻殼微波輔助解聚制備液體油和碳化硅的方法，實現了稻殼的高效解聚，使得稻殼轉化為碳化硅達到了理論的得率，大幅度提高了稻殼的利用率和利用價值，具體優點如下：