一種建筑廢棄木頭水熱轉(zhuǎn)化制備生物質(zhì)油的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種建筑廢棄木頭水熱轉(zhuǎn)化制備生物質(zhì)油的方法，屬于生物質(zhì)油制備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]生物質(zhì)油是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的各種降解物所組成的一種混合物。生物質(zhì)主要包括薪炭林、經(jīng)濟(jì)林、用材林、農(nóng)作物秸桿和農(nóng)林產(chǎn)品加工殘余物如甘渣、木肩等。生物質(zhì)油是一種水分和復(fù)雜含氧有機(jī)物的混合物，即纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的各種降解物所組成的一種混合物。一是解決了農(nóng)村焚燒秸桿帶來(lái)的問(wèn)題。目前，農(nóng)作物秸桿量很大，保存困難，許多地區(qū)就地集中焚燒秸桿，不僅浪費(fèi)能源，導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染，而且還引發(fā)大量的交通事故;二是改良土壤。生物質(zhì)油生產(chǎn)過(guò)程中的附產(chǎn)物炭粉含有大量有機(jī)物和無(wú)機(jī)物，可以直接作為肥料下田。更重要的是，這種炭粉是有機(jī)肥，與化學(xué)肥料相比，它可以避免土壤板結(jié)，改善土壤品質(zhì)，同時(shí)炭粉通過(guò)固體成型后，可以在工礦業(yè)中作為保溫材料;三是增加了農(nóng)民收入。農(nóng)民可從秸桿的售賣和有機(jī)肥料下田中直接獲取巨大的經(jīng)濟(jì)利益；四是增加了農(nóng)村就業(yè)機(jī)會(huì)。五是項(xiàng)目實(shí)施還可能引起農(nóng)村種植業(yè)結(jié)構(gòu)改變，對(duì)于調(diào)整農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，加快循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有切實(shí)的重要意義。目前生產(chǎn)的生物質(zhì)油中一些固體顆粒和高分子木質(zhì)素裂解物難以燃盡，且由于生物質(zhì)油較大的粘度和表面張力使得其霧化效果較差，十六烷值低，點(diǎn)火困難。因此，在此基礎(chǔ)上研究出一種霧化效果好，十六烷值高，使用容易的生物質(zhì)油，具有重要的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題:針對(duì)目前生產(chǎn)的生物質(zhì)油中一些固體顆粒和高分子木質(zhì)素裂解物難以燃盡，且由于生物質(zhì)油較大的粘度和表面張力使得其霧化效果較差，十六烷值低，點(diǎn)火困難的弊端，提供了一種以建筑廢棄木頭為原料，經(jīng)切割、氣流粉碎、干燥制得木肩，與對(duì)甲苯磺酸等在加熱條件下，充分溶解混合后，于馬弗爐中進(jìn)行炭化處理，再經(jīng)碾磨過(guò)篩得黑色炭基酸化催化劑，加入木肩與蒸餾水混合溶脹、保溫加熱抽濾所得的濾餅和四氫呋喃回流反應(yīng)，過(guò)濾得濾液后蒸餾除去四氫呋喃，再進(jìn)行多次萃取制得生物質(zhì)油的方法。本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單，所得產(chǎn)品霧化效果好，十六烷值高，使用容易。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案是:
(1)選取建筑廢棄木頭，清洗木頭表面的泥土和泥沙，將其置于通風(fēng)處晾干，隨后將其切割，制備成大小為1cmX 1cm的木塊，將木塊置于70?80°C下進(jìn)行干燥處理6?8h，待其完全干燥后，用氣流粉碎，收集木肩并過(guò)篩，制備得80?100目的木肩，再將木肩置于60?80°C烘箱中干燥6?Sh，制備得干燥后的木肩，備用；
(2)按重量份數(shù)計(jì)，選取15?30份上述制備的干燥后的木肩、30?40份對(duì)甲苯磺酸和40?45份去離子水，使其攪拌混合10?15min，并對(duì)其緩慢加熱至30?45°C，待其完全溶解后停止加熱，冷卻至20?30°C，放入坩禍中，在60?80°C下的烘箱中干燥6?8h; (3)待干燥完成后，將其置于馬弗爐中，在120?160°C下炭化處理2?3h，再按10°C/min的速度程序升溫，待溫度達(dá)200?240°C后，對(duì)其保溫加熱3?4h，隨后停止加熱使其自然冷卻至20?30°C，收集黑色固體對(duì)其碾磨并過(guò)篩處理，得60?80目的黑色炭基酸化催化劑，備用；
(4)按固液質(zhì)量比1:5，將步驟(I)備用的干燥后的木肩添加至蒸餾水中，對(duì)其劇烈攪拌使其充分溶脹后，添加至間歇性磁力反應(yīng)釜中，用氮?dú)鈱?duì)反應(yīng)系統(tǒng)反復(fù)吹掃后，調(diào)節(jié)電壓使其緩慢升溫，升溫速率為3?5°C/min;
(5)待其升溫至80?85°C后，保溫加熱I?2h，隨后停止加熱并對(duì)其抽濾，收集濾餅并按重量份數(shù)計(jì)，選取30?55份制得的濾餅、5?10份的步驟(3)中備用的黑色炭基酸化催化劑和40?60份四氫呋喃，對(duì)其攪拌混合并加熱使其回流反應(yīng)3?4h，在回流的同時(shí)對(duì)其施加200?300W超聲輔助振蕩；
(6)待回流反應(yīng)完成后，停止加熱并冷卻至20?30°C，對(duì)其過(guò)濾并收集濾液，隨后對(duì)其蒸餾除去四氫呋喃，即可制得一種生物質(zhì)油。
[0005]本發(fā)明的應(yīng)用方法:將制得的生物質(zhì)油作為燃料添加到燃油鍋爐中，添加量與燃油鍋爐體積比為2:3，使用后與石油相比，可減少1?12%的微粒、12?13%的一氧化碳排放量，該生物質(zhì)油霧化效果好，十六烷值達(dá)60?70，點(diǎn)火容易，值得推廣與使用。
[0006]本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是:
(I)本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單，制得的生物質(zhì)油中固體顆粒和高分子木質(zhì)素裂解物易燃盡； (2 )所得產(chǎn)品粘度和表面張力小，霧化效果好，十六烷值達(dá)60?7 O ；
(3)充分利用建筑廢棄木頭水熱轉(zhuǎn)化制備生物質(zhì)油，實(shí)現(xiàn)了資源的可持續(xù)利用。
【具體實(shí)施方式】
[0007]首先選取建筑廢棄木頭，清洗木頭表面的泥土和泥沙，將其置于通風(fēng)處晾干，隨后將其切割，制備成大小為1cm X 1cm的木塊，將木塊置于70?80°C下進(jìn)行干燥處理6?8h，待其完全干燥后，用氣流粉碎，收集木肩并過(guò)篩，制備得80?100目的木肩，再將木肩置于60?80°C烘箱中干燥6?8h，制備得干燥后的木肩，備用;然后按重量份數(shù)計(jì)，選取15?30份上述制備的干燥后的木肩、30?40份對(duì)甲苯磺酸和40?45份去離子水，使其攪拌混合1?15min，并對(duì)其緩慢加熱至30?45°C，待其完全溶解后停止加熱，冷卻至20?30°C，放入坩禍中，在60?80°C下的烘箱中干燥6?8h;待干燥完成后，將其置于馬弗爐中，在120?160°C下炭化處理2?3h，再按10°C/min的速度程序升溫，待溫度達(dá)200?240°C后，對(duì)其保溫加熱3?4h，隨后停止加熱使其自然冷卻至20?30°C，收集黑色固體對(duì)其碾磨并過(guò)篩處理，得60?80目的黑色炭基酸化催化劑，備用;再按固液質(zhì)量比1:5，將備用的干燥后的木肩添加至蒸餾水中，對(duì)其劇烈攪拌使其充分溶脹后，添加至間歇性磁力反應(yīng)釜中，用氮?dú)鈱?duì)反應(yīng)系統(tǒng)反復(fù)吹掃后，調(diào)節(jié)電壓使其緩慢升溫，升溫速率為3?5°C/min;待其升溫至80?85°C后，保溫加熱I?2h，隨后停止加熱并對(duì)其抽濾，收集濾餅并按重量份數(shù)計(jì)，選取30?55份制得的濾餅、5?10份備用的黑色炭基酸化催化劑和40?60份四氫呋喃，對(duì)其攪拌混合并加熱使其回流反應(yīng)3?4h，在回流的同時(shí)對(duì)其施加200?300W超聲輔助振蕩;最后待回流反應(yīng)完成后，停止加熱并冷卻至20?30°C，對(duì)其過(guò)濾并收集濾液，隨后對(duì)其蒸餾除去四氫呋喃，即可制得一種生物質(zhì)油。
[0008]實(shí)例I
首先選取建筑廢棄木頭，清洗木頭表面的泥土和泥沙，將其置于通風(fēng)處晾干，隨后將其切割，制備成大小為1cm X 1cm的木塊，將木塊置于70°C下進(jìn)行干燥處理6h，待其完全干燥后，用氣流粉碎，收集木肩并過(guò)篩，制備得80目的木肩，再將木肩置于60°C烘箱中干燥6h，制備得干燥后的木肩，備用;然后按重量份數(shù)計(jì)，選取15份上述制備的干燥后的木肩、40份對(duì)甲苯磺酸和45份去離子水，使其攪拌混合1min，并對(duì)其緩慢加熱至30°C，待其完全溶解后停止加熱，冷卻至20°C，放入坩禍中，在60°C下的烘箱中干燥6h;待干燥完成后，將其置于馬弗爐中，在120°C下炭化處理2h，再按10°C/min的速度程序升溫，待溫度達(dá)200°C后，對(duì)其保溫加熱3h，隨后停止加熱使其自然冷卻至20°C，收集黑色固體對(duì)其碾磨并過(guò)篩處理，得60目的黑色炭基酸化催化劑，備用;再按固液質(zhì)量比1:5，將備用的干燥后的木肩添加