公布日：2023.08.08
申请日：2023.05.12
分类号：C10G1/00(2006.01)I
摘要
本发明涉及一种钢渣催化污泥水热液化产生物质油的方法，将污泥和钢渣粉碎，并加入水，搅拌均匀，得到混合料；将混合料放入高压反应釜，并封闭釜体，用氮气将高压反应釜内的空气排出，在搅拌条件下，通过加热高压反应釜使温度升高至250～350℃，进行水热液化反应，反应结束后，冷却降温得到水热液化混合液，过滤，并用有机溶剂清洗滤渣，得到滤液和滤渣，并将滤液在分液漏斗中进行分液，上层为水溶液，下层为有机溶剂与油相的混合溶液；将上层水溶液烘干得到轻质油；将下层有机溶剂与油相的混合溶液旋蒸除去有机溶剂，得到生物质油。本发明通过钢渣催化污泥水热液化产生物质油，可提高有机质转化为液相生物质油的产率。
权利要求书
1.一种钢渣催化污泥水热液化产生物质油的方法，其特征在于，步骤如下：步骤1：将污泥和钢渣粉碎，并加入水，搅拌均匀，得到混合料；步骤2：将混合料放入高压反应釜，并封闭釜体，用氮气将高压反应釜内的空气排出，在搅拌条件下，通过加热高压反应釜使温度升高至250～350℃，进行水热液化反应，反应结束后，冷却降温得到水热液化混合液；步骤3：水热液化混合液过滤，并用有机溶剂清洗滤渣，得到滤液和滤渣，并将滤液在分液漏斗中进行分液，上层为水溶液，下层为有机溶剂与油相的混合溶液；步骤4：将下层有机溶剂与油相的混合溶液旋蒸除去有机溶剂，得到生物质油。
2.根据权利要求1所述的钢渣催化污泥水热液化产生物质油的方法，其特征在于，步骤3中所用有机溶剂为二氯甲烷。
3.根据权利要求1所述的钢渣催化污泥水热液化产生物质油的方法，其特征在于，步骤1中，污泥质量占混合料的质量分数为2.5-15％。
4.根据权利要求1所述的钢渣催化污泥水热液化产生物质油的方法，其特征在于，步骤1中，钢渣的占比为污泥的10-30％。
5.根据权利要求1所述的钢渣催化污泥水热液化产生物质油的方法，其特征在于，步骤2中，水热液化反应温度为300℃，反应时间为30分钟。
6.根据权利要求1所述的钢渣催化污泥水热液化产生物质油的方法，其特征在于，步骤3中，二氯甲烷使用量为水使用量的200％。
7.根据权利要求1所述的钢渣催化污泥水热液化产生物质油的方法，其特征在于，步骤4中，二氯甲烷旋蒸时间为30分钟。
8.根据权利要求1所述的钢渣催化污泥水热液化产生物质油的方法，其特征在于，旋蒸条件为：40-50℃，真空度为65kPa。
9.根据权利要求1所述的钢渣催化污泥水热液化产生物质油的方法，其特征在于，将上层水溶液烘干得到轻质油。
发明内容
为了提供生物质油提取效率，降低生产成本，本发明提供了一种钢渣催化污泥水热液化产生物质油的方法，通过钢渣催化污泥水热液化产生物质油，以实现“以废治废，资源回收”的模式，可提高有机质转化为液相生物质油的产率和提升生物质油的热值。
本发明通过下述技术方案来实现。一种钢渣催化污泥水热液化产生物质油的方法，过程如下：
步骤1：将污泥和钢渣粉碎，并加入水，搅拌均匀，得到混合料；
步骤2：将混合料放入高压反应釜，并封闭釜体，用氮气将高压反应釜内的空气排出，在搅拌条件下，通过加热高压反应釜使温度升高至250～350℃，进行水热液化反应，反应结束后，冷却降温得到水热液化混合液；
步骤3：水热液化混合液过滤，并用有机溶剂清洗滤渣，得到滤液和滤渣，并将滤液在分液漏斗中进行分液，上层为水溶液，下层为有机溶剂与油相的混合溶液；
步骤4：将下层有机溶剂与油相的混合溶液在40-50℃下、真空度为65kPa下旋蒸除去有机溶剂，得到生物质油。
优选的，步骤3中所用有机溶剂为二氯甲烷。
优选的，步骤(1)中，污泥质量占混合料的质量分数为2.5-15％。
优选的，步骤1中，钢渣的占比为污泥的10-30％。
优选的，步骤2中，水热液化反应温度为300℃，反应时间为30分钟。
优选的，步骤3中，二氯甲烷使用量为水使用量的200％。
优选的，步骤4中，二氯甲烷旋蒸时间为30分钟。
本发明公开一种钢渣催化污泥水热液化产生物质油，以实现“以废治废，资源回收”的模式，可提高有机质转化为液相生物质油的产率和提升生物质油的热值。通过利用钢渣中碱性氧化物(CaO、MgO等)、铁金属及氧化物(Fe、FeO等)等高活性催化组分促进污泥中有机质转化为生物质油，并提高生物质油品质。
对比单独污泥水热液化下生物质油产率和热值，本发明中钢渣B配加量为污泥质量的20％，生物质油产率和低位热值分别可提高19.43％、9.39％。这是由于钢渣中碱性氧化物(CaO、MgO等)能促进污泥中纤维素、蛋白质等物质解聚，并重组缩合形成生物质油。此外，钢渣中的铁金属及氧化物，一方面亦会促进有机质转化为生物质油，另一方面铁金属及氧化物会与亚临界水反应生成氢气，产生的氢气会与生物质油发生加氢脱氧反应，进而提高生物质油的热值。
（发明人：阙志刚;黄蓉;付尹宣;蒋海伟;石金明;艾仙斌;文震林;范敏）