CN101768453A - 一种中药渣的无害化处理方法 - Google Patents

一种中药渣的无害化处理方法 Download PDF

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Abstract

一种中药渣的无害化处理方法，它涉及一种药渣的处理方法。它解决了目前中药渣处理方法造成二次污染、安全性低、能耗高的问题。处理方法：一、加入吸波物质；二、隔氧微波辐照；三、冷凝、吸收微波辐照热解产物；四、对固体残留物、不凝性可燃气体和二氯甲烷回收利用。本发明对中药渣的处理具有安全性高、没有二次污染、不占用土地、能耗低、变废为宝等优点。

Description

一种中药渣的无害化处理方法
技术领域
本发明涉及一种药渣的处理方法。
背景技术
采用植物中药饮片熬制汤剂是我国中医学独有的一种治疗方式，对于许多疾病的治疗和人体调养具有显著的效果。随着中医学的推广和普遍认可，中药汤剂和利用中药饮片制备的中成药越来越多的被使用，因此产生大量的中药渣，尤其是中药厂。传统中药渣都采用焚烧进行处理，由于药渣中含有大量的水分，如果干燥后再焚烧能耗高，得不偿失，如果直接焚烧则要求较高的燃烧温度，而且热能损失大；特别是燃烧所带来的二次污染、臭气对环境影响大。采用填埋的方式处理中药渣，一方面是占用我国有限的土地资源，另一方面中药渣堆积发酵后可能污染地下水水质，同时对其上种植的作物生长产生抑制或毒害作用。所以，面对数量日益增加的中药渣，急需一种环保、安全、低能耗的处理方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决目前中药渣处理方法造成二次污染、安全性低、能耗高的问题，而提供的一种中药渣的无害化处理方法。
本发明中药渣按以下步骤进行无害化处理：一、向中药渣中加入中药渣质量10％～20％的吸波物质；二、隔氧微波辐照，微波频率为2450MHz，微波功率为1kW～2kW，微波辐照时间为10～15min；三、将微波辐照的热解产物依次从底部通入装有冷凝液和甲醇的反应器，冷凝液分为两层，上层为水，下层为二氯甲烷；四、将微波辐照固体残留物回收作为步骤一吸波物质使用，回收的不溶于冷凝液和甲醇的不凝性可燃气体在空气过剩系数为0.3～0.5的条件下进行气化焚烧，再蒸馏分离溶解于二氯甲烷的微波辐照热解产物，得到燃料油；即完成中药渣的无害化处理。
经检测本发明回收的微波辐照固体残留物主要为多孔炭(纯度≥50％)，回收的不凝性可燃气体为CO和H2，燃料油中脂肪族化合物含量≥56％。
本发明中药渣无害化处理方法过程中微波辐照热解产物通入二氯甲烷可以将微波辐照热解产生的全部脂肪族化合物冷凝溶解，所以燃料油中脂肪族化合物含量高，而且还可以对本发明后的燃料油再次分离得到重油和轻油，分别作为液体燃料使用。二氯甲烷上层的水可以溶解水溶性微量气体杂质，而且能够防止二氯甲烷挥发，从而保证了不凝性可燃气体的高纯度(杂质量＜5％)。本发明步骤三甲醇可以吸收微波辐照热解产物中的HCN和NH3气体，保证不凝性可燃气体燃烧过程中不产生污染环境的氮氧化物，同时甲醇为优质可燃性气体所以即使其挥发也不影响不凝性可燃气体的燃烧效果。
本发明不凝性可燃气体在空气过剩系数为0.3～0.5的条件下进行气化焚烧在产热、产能的同时避免生成强致癌物二噁英。
本发明加入了吸波物质所以隔氧微波辐照过程中在水没有完全析出时便跃入高温阶段(800℃以上)，实现了高温有机物热解、挥发分析出与水分析出同步进行，大大缩短了微波辐照时间、提高了微波辐照的效率，并增加了不凝性可燃气体(CO和H2)的产量。由于回收的微波辐照固体残留物可以作为吸波物质被再次利用，即减少了固体残留物的数量，也是到了废物再利用的效果。
因为本发明中药渣处理后所得到的不凝性可燃气体可以进行气化焚烧产生热能，且生成物仅为水和二氧化碳；二氯甲烷冷凝溶解的燃料油可通过分离作为液体燃料废物利用，固体残留物可以作为吸波物质或制成碳制品(活性炭等)。因此，本发明对中药渣的处理具有安全性高、没有二次污染、不占用土地、能耗低、变废为宝等优点。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式中药渣按以下步骤进行无害化处理：一、向中药渣中加入中药渣质量10％～20％的吸波物质；二、隔氧微波辐照，微波频率为2450MHz，微波功率为1kW～2kW，微波辐照时间为10～15min；三、将微波辐照的热解产物依次从底部通入装有冷凝液和甲醇的反应器，冷凝液分为两层，上层为水，下层为二氯甲烷；四、将微波辐照固体残留物回收作为步骤一吸波物质使用，回收的不溶于冷凝液和甲醇的不凝性可燃气体在空气过剩系数为0.3～0.5的条件下进行气化焚烧，再蒸馏分离溶解于二氯甲烷的微波辐照热解产物，得到燃料油；即完成中药渣的无害化处理。
本实施方式步骤二隔氧微波辐照的终温度为800～1000℃。
本实施方式中的中药渣不进行粉碎，可以保证低微波辐照固体残留物和高产气量。将本实施方式中的中药渣粉碎为粒径为0.5～1mm的颗粒，产气量明显减少，燃料油生成量大幅上升，而且固体残留物数量增加。因此根据所需可以在本实施方式范围内调节工艺参数。
由于在pH6～9(中药渣自然pH值范围)的条件下中药渣的产气量、燃料油生成量和固体残留物的比例基本稳定，因此不必调节中药渣的pH值。
本实施方式气化焚烧说明产物仅为CO2和H2O，不造成二次污染，不产生臭气，无需安装除臭、除尘设备，降低了无害化处理建设成本。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：步骤四回收的微波辐照固体残留物主要为多孔炭。其它步骤及参数与实施方式一相同。
本实施方式中多孔炭的纯度≥50％，可用于制作活性炭，且吸波性强。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：步骤一中药渣的含水率为80％～85％。其它步骤及参数与实施方式一相同。
中药渣按所含成分分为含生物碱类中药渣、含甙类的中药渣和含挥发油的中药渣。
本实施方式选用制备都梁丸的药渣(含挥发油的中药渣)进行处理(以产气、燃料油生成量和固体残留物总重量为100％，不包括水和投加的吸波物质)，同种中药饮片药渣在相同含水率条件下产气、燃料油生成量和固体残留物比例基本稳定(P＜0.01)，平均处理结果如表1所示：
表1
含水率(wt.％) 气体产率 燃料油生成量 固体产率
80％ 64.16％ 20.45％ 15.39％
82％ 76.33％ 11.50％ 14.17％
85％ 89.91％ 8.89％ 1.20％
中药渣水分的存在有利于加速热解，而且水分的含量直接影响到处理产物的比例。因此根据所需产物的需要可通过调节中药渣的含水率来实现。
由于吸波物质将多次循环使用后(3次)其吸波性能下降约51％并出现粉末化，所以，不能一味追求固体残留物的低产量(减量化)，可通过中药渣含水率调节固体残留物产量，以替换原有的吸波物质。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三的不同点是：步骤二在惰性气体环境下进行隔氧微波辐照。其它步骤及参数与实施方式一至三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至三的不同点是：步骤二在真空环境下进行隔氧微波辐照。其它步骤及参数与实施方式一至三相同。
本实施方式有利于气体的回收，而且不必进行气体分离。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一、二、三或五的不同点是：步骤一向中药渣中加入中药渣质量12％～18％的吸波物质。其它步骤及参数与实施方式一、二、三或五相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一、二、三或五的不同点是：步骤一向中药渣中加入中药渣质量15％的吸波物质。其它步骤及参数与实施方式一、二、三或五相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七的不同点是：步骤二中微波功率为1500W，微波辐照时间为12min。其它步骤及参数与实施方式一至七相同。
相同微波辐照时间的条件下，微波功率越大产气量越多。
具体实施方式九：本实施方式中药渣按以下步骤进行无害化处理：一、向中药渣中加入中药渣质量15％的吸波物质；二、隔氧微波辐照，微波频率为2450MHz，微波功率为1200W，微波辐照时间为10min；三、将微波辐照的热解产物依次从底部通入装有冷凝液和甲醇的反应器，冷凝液分为两层，上层为水，下层为二氯甲烷；四、将微波辐照固体残留物回收作为步骤一吸波物质使用，回收的不溶于冷凝液和甲醇的不凝性可燃气体在空气过剩系数为0.4的条件下进行气化焚烧，再蒸馏分离溶解于二氯甲烷的微波辐照热解产物，得到燃料油；即完成中药渣的无害化处理。
选用制备甘草片的药渣(含甙类的中药渣)进行处理(以产气、燃料油生成量和固体残留物总重量为100％，不包括水和投加的吸波物质)，同种中药饮片药渣在相同含水率条件下产气、燃料油生成量和固体残留物比例基本稳定(P＜0.01)，平均处理结果如表2所示：
含水率(wt.％) 气体产率 燃料油生成量 固体产率
80％ 68.32％ 19.21％ 12.47％
82％ 80.67％ 9.08％ 10.25％
85％ 90.61％ 8.09％ 1.30％
糖类热解之后会分解为小分子的化合物，多以气体形态存在，所以其热解之后的产物的气体含量大，固体和燃料油相应的减少。
本实施方式微波辐照热解产物中HCN和NH3约占12.1％(体积)，无害化处理可使HCN和NH3的去除率达到97％。
具体实施方式十：本实施方式中药渣按以下步骤进行无害化处理：一、向中药渣中加入中药渣质量12％的吸波物质；二、隔氧微波辐照，微波频率为2450MHz，微波功率为1500W，微波辐照时间为12min；三、将微波辐照的热解产物依次从底部通入装有冷凝液和甲醇的反应器，冷凝液分为两层，上层为水，下层为二氯甲烷；四、将微波辐照固体残留物回收作为步骤一吸波物质使用，回收的不溶于冷凝液和甲醇的不凝性可燃气体在空气过剩系数为0.4的条件下进行气化焚烧，再蒸馏分离溶解于二氯甲烷的微波辐照热解产物，得到燃料油；即完成中药渣的无害化处理。
选用制备黄柏胶囊的药渣(含生物碱类中药渣)进行处理。本实施方式微波辐照热解产物中HCN和NH3约占14.2％(体积)，无害化处理可使HCN和NH3的去除率达到98％。
具体实施方式十一：本实施方式中药渣按以下步骤进行无害化处理：一、向中药渣中加入中药渣质量15％的吸波物质；二、隔氧微波辐照，微波频率为2450MHz，微波功率为1200W，微波辐照时间为10min；三、将微波辐照的热解产物依次从底部通入装有冷凝液和甲醇的反应器，冷凝液分为两层，上层为水，下层为二氯甲烷；四、将微波辐照固体残留物回收作为步骤一吸波物质使用，回收的不溶于冷凝液和甲醇的不凝性可燃气体在空气过剩系数为0.4的条件下进行气化焚烧，再蒸馏分离溶解于二氯甲烷的微波辐照热解产物，得到燃料油；即完成中药渣的无害化处理。
本实施方式中药渣分两部分处理，第一部分不进行粉碎，第二部分将中药渣粉碎为0.5～1mm。
本实施方式选用含水率为82％的制备都梁丸的药渣(含挥发油的中药渣)进行处理(以产气、燃料油生成量和固体残留物总重量为100％，不包括水和投加的吸波物质)，同种中药饮片药渣在相同含水率条件下产气、燃料油生成量和固体残留物比例基本稳定(P＜0.01)，平均处理结果如表2所示：
表2
中药渣 气体产率 燃料油生成量 固体产率
第一部分中药渣 76.33％ 11.50％ 14.17％
中药渣 气体产率 燃料油生成量 固体产率
第二部分中药渣 24.41％ 52.72％ 22.87％
选用含水率为82％的制备甘草片的中药药渣(含甙类的中药渣)进行处理(以产气、燃料油生成量和固体残留物总重量为100％，不包括水和投加的吸波物质)，同种中药饮片药渣在相同含水率条件下产气、燃料油生成量和固体残留物比例基本稳定(P＜0.01)，平均处理结果如表3所示：
表3
中药渣 气体产率 燃料油生成量 固体产率
第一部分中药渣 80.67％ 9.08％ 10.25％
第二部分中药渣 35.54％ 47.98％ 19.48％
说明将中药渣粉碎可以明显提高油类产率。

Claims (5)

1.一种中药渣的无害化处理方法，其特征在于中药渣按以下步骤进行无害化处理：一、向中药渣中加入中药渣质量10％～20％的吸波物质；二、隔氧微波辐照，微波频率为2450MHz，微波功率为1kW～2kW，微波辐照时间为10～15min；三、将微波辐照的热解产物依次从底部通入装有冷凝液和甲醇的反应器，冷凝液分为两层，上层为水，下层为二氯甲烷；四、将微波辐照固体残留物回收作为步骤一吸波物质使用，回收的不溶于冷凝液和甲醇的不凝性可燃气体在空气过剩系数为0.3～0.5的条件下进行气化焚烧，再蒸馏分离溶解于二氯甲烷的微波辐照热解产物，得到燃料油；即完成中药渣的无害化处理。
2.根据权利要求1所述的一种中药渣的无害化处理方法，其特征在于步骤四回收的微波辐照固体残留物主要为多孔炭。
3.根据权利要求1或2所述的一种中药渣的无害化处理方法，其特征在于步骤一中药渣的含水率为80％～85％。
4.根据权利要求3所述的一种中药渣的无害化处理方法，其特征在于步骤二在惰性气体环境下进行隔氧微波辐照。
5.根据权利要求3所述的一种中药渣的无害化处理方法，其特征在于步骤二在真空环境下进行隔氧微波辐照。
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