公布日：2023.08.08
申請日：2023.05.12
分類號：C10G1/00(2006.01)I
摘要
本發明涉及一種鋼渣催化污泥水熱液化產生物質油的方法，將污泥和鋼渣粉碎，并加入水，攪拌均勻，得到混合料；將混合料放入高壓反應釜，并封閉釜體，用氮氣將高壓反應釜內的空氣排出，在攪拌條件下，通過加熱高壓反應釜使溫度升高至250～350℃，進行水熱液化反應，反應結束后，冷卻降溫得到水熱液化混合液，過濾，并用有機溶劑清洗濾渣，得到濾液和濾渣，并將濾液在分液漏斗中進行分液，上層為水溶液，下層為有機溶劑與油相的混合溶液；將上層水溶液烘干得到輕質油；將下層有機溶劑與油相的混合溶液旋蒸除去有機溶劑，得到生物質油。本發明通過鋼渣催化污泥水熱液化產生物質油，可提高有機質轉化為液相生物質油的產率。
權利要求書
1.一種鋼渣催化污泥水熱液化產生物質油的方法，其特征在于，步驟如下：步驟1：將污泥和鋼渣粉碎，并加入水，攪拌均勻，得到混合料；步驟2：將混合料放入高壓反應釜，并封閉釜體，用氮氣將高壓反應釜內的空氣排出，在攪拌條件下，通過加熱高壓反應釜使溫度升高至250～350℃，進行水熱液化反應，反應結束后，冷卻降溫得到水熱液化混合液；步驟3：水熱液化混合液過濾，并用有機溶劑清洗濾渣，得到濾液和濾渣，并將濾液在分液漏斗中進行分液，上層為水溶液，下層為有機溶劑與油相的混合溶液；步驟4：將下層有機溶劑與油相的混合溶液旋蒸除去有機溶劑，得到生物質油。
2.根據權利要求1所述的鋼渣催化污泥水熱液化產生物質油的方法，其特征在于，步驟3中所用有機溶劑為二氯甲烷。
3.根據權利要求1所述的鋼渣催化污泥水熱液化產生物質油的方法，其特征在于，步驟1中，污泥質量占混合料的質量分數為2.5-15％。
4.根據權利要求1所述的鋼渣催化污泥水熱液化產生物質油的方法，其特征在于，步驟1中，鋼渣的占比為污泥的10-30％。
5.根據權利要求1所述的鋼渣催化污泥水熱液化產生物質油的方法，其特征在于，步驟2中，水熱液化反應溫度為300℃，反應時間為30分鐘。
6.根據權利要求1所述的鋼渣催化污泥水熱液化產生物質油的方法，其特征在于，步驟3中，二氯甲烷使用量為水使用量的200％。
7.根據權利要求1所述的鋼渣催化污泥水熱液化產生物質油的方法，其特征在于，步驟4中，二氯甲烷旋蒸時間為30分鐘。
8.根據權利要求1所述的鋼渣催化污泥水熱液化產生物質油的方法，其特征在于，旋蒸條件為：40-50℃，真空度為65kPa。
9.根據權利要求1所述的鋼渣催化污泥水熱液化產生物質油的方法，其特征在于，將上層水溶液烘干得到輕質油。
發明內容
為了提供生物質油提取效率，降低生產成本，本發明提供了一種鋼渣催化污泥水熱液化產生物質油的方法，通過鋼渣催化污泥水熱液化產生物質油，以實現“以廢治廢，資源回收”的模式，可提高有機質轉化為液相生物質油的產率和提升生物質油的熱值。
本發明通過下述技術方案來實現。一種鋼渣催化污泥水熱液化產生物質油的方法，過程如下：
步驟1：將污泥和鋼渣粉碎，并加入水，攪拌均勻，得到混合料；
步驟2：將混合料放入高壓反應釜，并封閉釜體，用氮氣將高壓反應釜內的空氣排出，在攪拌條件下，通過加熱高壓反應釜使溫度升高至250～350℃，進行水熱液化反應，反應結束后，冷卻降溫得到水熱液化混合液；
步驟3：水熱液化混合液過濾，并用有機溶劑清洗濾渣，得到濾液和濾渣，并將濾液在分液漏斗中進行分液，上層為水溶液，下層為有機溶劑與油相的混合溶液；
步驟4：將下層有機溶劑與油相的混合溶液在40-50℃下、真空度為65kPa下旋蒸除去有機溶劑，得到生物質油。
優選的，步驟3中所用有機溶劑為二氯甲烷。
優選的，步驟(1)中，污泥質量占混合料的質量分數為2.5-15％。
優選的，步驟1中，鋼渣的占比為污泥的10-30％。
優選的，步驟2中，水熱液化反應溫度為300℃，反應時間為30分鐘。
優選的，步驟3中，二氯甲烷使用量為水使用量的200％。
優選的，步驟4中，二氯甲烷旋蒸時間為30分鐘。
本發明公開一種鋼渣催化污泥水熱液化產生物質油，以實現“以廢治廢，資源回收”的模式，可提高有機質轉化為液相生物質油的產率和提升生物質油的熱值。通過利用鋼渣中堿性氧化物(CaO、MgO等)、鐵金屬及氧化物(Fe、FeO等)等高活性催化組分促進污泥中有機質轉化為生物質油，并提高生物質油品質。
對比單獨污泥水熱液化下生物質油產率和熱值，本發明中鋼渣B配加量為污泥質量的20％，生物質油產率和低位熱值分別可提高19.43％、9.39％。這是由于鋼渣中堿性氧化物(CaO、MgO等)能促進污泥中纖維素、蛋白質等物質解聚，并重組縮合形成生物質油。此外，鋼渣中的鐵金屬及氧化物，一方面亦會促進有機質轉化為生物質油，另一方面鐵金屬及氧化物會與亞臨界水反應生成氫氣，產生的氫氣會與生物質油發生加氫脫氧反應，進而提高生物質油的熱值。
（發明人：闕志剛;黃蓉;付尹宣;蔣海偉;石金明;艾仙斌;文震林;范敏）
