[發明專利]一種適用于煤化工的低硫低灰分生物炭及其制備方法

在審

• 申請號: 202211324854.6
• 申請日: 2022-10-27
• 公開（公告）號: CN115895701A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發明（設計）人: 邢獻軍;羅甜;張學飛;李翔;趙淑珍
• 申請（專利權）人: 安徽省藍天能源環保科技有限公司
• 主分類號: C10B57/06
• 分類號: C10B57/06;C10B53/02;C01B32/05
• 代理公司: 合肥中谷知識產權代理事務所(普通合伙) 34146
• 代理人: 張苗苗

本發明涉及一種適用于煤化工的低硫低灰分生物炭及其制備方法，包括以下步驟，將生物質投入反應釜中，將反應釜溫度升至180℃以上，壓力保持0.1MPa以上；向反應釜中加入生物質重量的0.01?0.1倍的含堿性物質的催化劑，以10℃/min的升溫速率升溫至200℃以上，熱解活化30min以上，得到低硫低灰分生物炭。本發明工藝簡單，易實現，且制備得到的生物炭具有低硫、低灰分的特點，能夠更好地滿足煤化工的要求。

技術領域

本發明屬于生物炭制備技術領域，具體涉及一種適用于煤化工的低硫低灰分生物炭及其制備方法。

背景技術

高硫煤大量使用所引發的環境問題已受到廣泛的關注，硫分高和灰分高也制約了煤炭潔凈高效轉化，大大降低了其使用價值。在“雙碳”重大戰略決策背景下，加速轉型煤化工高效清潔的能源結構是其必經之路。當前煤化工中脫硫脫灰方法眾多，但都存在弊端，溶劑萃取法其溶劑耗量大，反應能耗較高，限制其進一步規模化應用；熱解法脫硫工藝復雜、條件苛刻以及價格昂貴；微生物脫硫法的脫硫周期較長、生產效率低、磨礦要求高；

生物質煤的原料均為木本或草本植物，生物質中的碳來自空氣中的二氧化碳，通過光合作用將其固化在生物質中，而生物炭在燃燒過程中，又產生等量的二氧化碳排放到空氣中，即生物質生長和燃燒過程的整個生命周期，實現了二氧化碳的零排放。

生物質能替代化石能源已經是目前全球能源開發的全新思路。以廢棄生物質為原料制備生物炭具有廣闊的發展前景。一方面可以充分利用目前大量的秸稈廢棄物，解決秸稈的利用問題，另一方面可以替代煤炭等化石燃料，節約能源資源，為此，我們提出了一種適用于煤化工的低硫低灰分生物炭及其制備方法。

發明內容

本發明的目的就在于為了解決上述問題而提供了一種適用于煤化工的低硫低灰分生物炭及其制備方法。

本發明通過以下技術方案來實現上述目的：

作為本發明的一個方面，本發明提供了一種適用于煤化工的低硫低灰分生物炭的制備方法，包括以下步驟：

(1)將生物質投入反應釜內，將反應釜溫度升至180℃，壓力保持0.1MPa以上；

(2)按照生物質重量的0.01-0.1倍向反應釜中加入含堿性物質的催化劑，以10℃/min的升溫速率升溫至200℃以上，熱解活化30min以上，得到低硫低灰分生物炭。

作為本發明的進一步優化方案，所述生物質為草本或木本生物質，具體為玉米秸稈、棉花秸稈、稻殼、雜木、小球藻、毛竹中的一種或多種混合物。

作為本發明的進一步優化方案，所述催化劑以有機酸和水為催化劑載體，以金屬鹽、過渡金屬鹽、及聚羧酸為催化劑活性組分。

作為本發明的進一步優化方案，所述步驟(2)中，所述堿性物質為NaOH、KOH中的一種，且堿性物質占催化劑總重量的10-30％。

作為本發明的進一步優化方案，所述催化劑活性組分中，金屬鹽為氯化鎂、氯化鈉或氯化鉀，過渡金屬鹽為硝酸鎳、硝酸鈷或硫酸銅。

作為本發明的進一步優化方案，所述催化劑的制備過程如下，將有機酸和水以1:10-50重量比混合得到催化劑載體，加入和有機酸等重量的金屬鹽、過渡金屬鹽和聚羧酸的等重量混合物，混合均勻即得。

本發明還提供了一種如上述任一所述的制備方法制備得到的低硫低灰分生物炭。

本發明的原理在于：(1)傳統技術是利用烘焙-熱解法制生物炭，因部分生物質燃燒導致生物炭的灰分高，本發明利用生物質催化轉化技術，避免了生物質烘焙-熱解過程中生物質燃燒變成灰渣而導致生物炭含灰量增高，所生成的生物炭含灰量低；