CN104531234B - 一种利用废旧纺织品生产燃料和道路沥青改性剂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用废旧纺织品生产燃料和道路沥青改性剂的方法，包括以下步骤：（1）废旧纺织品的预处理：首先，将废旧纺织品依次经除尘、去杂、漂白、洗涤和烘干处理，然后通过切割、撕裂、开松和梳理得到单纤维体；（2）用碱性溶液溶解步骤（1）中得到的单纤维体，经固液分离后得到棉纤维素溶液和未溶解的化学纤维；（3）向棉纤维素溶液中加入纤维素酶水解或加入催化剂催化水解或通过厌氧发酵制得生物燃料；（4）将低煤化程度的煤、催化剂、溶剂同步骤（2）中未溶解的化学纤维共液化制得液体燃料和道路沥青改性剂。本发明将废旧纺织品转化燃料并制备道路沥青改性剂，可以对煤炭和废旧纺织品进行综合利用，降低对环境的污染。
Description
技术领域
本发明属于固体废弃物利用和可再生能源制备技术领域，具体涉及一种利用废旧纺织品生产燃料和道路沥青改性剂的方法。
背景技术
我国有13亿多人口，据估算，农村居民平均每人每年一般会有2套废旧衣服，而城镇居民约有3套。以此推算，我国一年可产生31多亿套废旧衣服，约达600万吨。再加上其他废旧纺织品，如下脚短纤维、废纱、回丝、边角料等，每年可产生近2600万吨纺织品废弃物。在全世界提倡环保及绿色发展的今天，研究开发废旧纺织品回收利用技术，无论在化工经济的可持续发展，还是在固体废弃物的高附加值利用上都具有深远意义和巨大潜力，在能源和资源越来越紧张的今天，对固体废弃物全组分的回收再利用或高附加值的资源化利用已迫在眉睫。
目前针对废旧纺织品的回收再利用主要有三种方法，分别是物理回收、能量回收和化学回收。物理回收是指对废旧纺织品进行初步的机械加工，进而重新利用，或得到一些初级原材料的回收再利用方法。例如可以将废旧服装剪成小块，用作抹布；对破损程度不很严重的废旧地毯，经过修复工艺后得到翻新的地毯产品可被重新使用；将产品粉碎成纤维作为隔音材料，或以环保时尚品的形式重新利用面料（如：专利200810011737.8、专利200610047683.1、专利200610039760.9、专利200910306832.5、专利201310378555.5）。能量回收是将废旧纺织品中热值较高的化学纤维通过焚烧转化为热量，用于火力发电的回收再利用方法，对于不能再循环利用的废旧纺织品适合采用能量回收方法（如：专利200810030786.6）。化学回收是将废旧纺织品中的高分子聚合物解聚，得到单体，进而制造新的化学纤维的回收再利用方法，该方法现已在一些高价值化学高分子材料的回收再利用中实现规模化应用。
但是上述方法均存在一些不足，如物理回收对混纺纤维分类困难，适用性较差，同时回收利用技术要求高，前处理机器设备多，成本高，回收工艺复杂；能量回收是将废旧纺织品中热值较高的化学纤维通过焚烧转化为热量，而焚烧法不仅投资成本高，资源利用率低，而且会造成严重的大气污染。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种利用废旧纺织品生产燃料和道路沥青改性剂的方法，该方法利用废旧纺织品处理后得到的单纤维体，通过水解或生物降解转化为生物燃料，并通过共液化制取液体燃料和道路沥青改性剂，减少对石油的依赖，同时对煤炭和废旧纺织品进行综合利用，降低对环境的污染。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种利用废旧纺织品生产燃料和道路沥青改性剂的方法，包括以下步骤：（1）废旧纺织品的预处理：首先，将废旧纺织品依次经除尘、去杂、漂白、洗涤和烘干处理，然后通过切割、撕裂、开松和梳理得到单纤维体；（2）用碱性溶液溶解步骤（1）中得到的单纤维体，经固液分离后得到棉纤维素溶液和未溶解的化学纤维；（3）向棉纤维素溶液中加入纤维素酶水解或加入催化剂催化水解或通过厌氧发酵制得生物燃料；（4）将低煤化程度的煤、催化剂、溶剂同步骤（2）中未溶解的化学纤维共液化制得液体燃料和道路沥青改性剂。
所述步骤（2）中碱性溶液为氢氧化钠/尿素水溶液或氢氧化锂/尿素等水溶液或4-甲基吗啉-N-氧化物水溶液，所述碱性溶液的质量浓度为20%～90%、温度为253K～373K。
所述氢氧化钠/尿素水溶液为5～8wt%的氢氧化钠/10～15wt%尿素混合的水溶液，氢氧化锂/尿素水溶液为5～9wt%的氢氧化锂/10～18wt%尿素混合的水溶液；4-甲基吗啉-N-氧化物水溶液的质量浓度为60%～90%。
所述步骤（3）中纤维素酶水解时温度为20～90oC、pH为3～10，反应时间为2～72h，所述纤维素酶为碱性纤维素酶；所述碱性纤维素酶为KSM-9菌株或KSM-635菌株或KSM-19菌株或KSM-64菌株或N168-1菌株或HSH-810菌株或11AG8菌株或S36-2菌株。
所述步骤（3）中催化水解的条件为：温度20～90oC、pH3～10，反应时间2～72h，催化水解是在均相催化剂或非均相催化剂下将棉纤维素水解转化为生物燃料；所述均相催化剂为硫酸或盐酸；非均相催化剂为氯化铁或氯化亚铁或固体酸催化剂。
所述步骤（3）中厌氧发酵为：向步骤（2）得到的棉纤维素溶液中添加4～10wt%含氮溶液如氨水或碳酸氢铵等、纤维素分解菌和蛋白质水解菌，所述棉纤维素溶液、4～10wt%含氮溶液、纤维素分解菌和蛋白质水解菌的重量配比为100：10～20：5～30：2～20；在发酵温度为20～50℃，发酵时溶液pH值为5～7，厌氧发酵20～48h得到生物燃料。
所述步骤（4）中低煤化程度的煤为褐煤或长焰煤；催化剂为赤泥催化剂；溶剂为常压渣油、减压渣油、催化裂化油浆或煤液化重油。
所述步骤（4）中共液化包括以下步骤：a、首先，将未溶解的化学纤维、低煤化程度的煤、催化剂和溶剂混合置于反应器中，在温度为300～450oC、压力为3～20MPa条件下反应0.5～2小时；b、步骤a中的反应产物经高温分离器在350oC、10MPa条件下分离为塔顶液体燃料和塔底重质产物；c、所述步骤b中塔顶液体燃料进入低温分离器在200oC、3MPa条件下分离为气液两相，所述气相经八塔式变压吸附装置在2.12MPa、35oC条件下提纯氢气，氢气返回反应器中循环使用，其余气体经醇胺吸收法脱硫净化后用作燃料；所述低温分离器底部的液态产物经冷凝、油水分离得到轻质油；d、所述步骤b中塔底重质产物进入减压蒸馏塔，在350oC、0.007MPa下制得粗油；e、将粗油和轻质油混合，经加氢精制得到液体燃料；f、将步骤d中减压蒸馏塔底部产物粉碎至5微米以下，即制得道路沥青改性剂。
所述未溶解的化学纤维、低煤化程度的煤和催化剂为固体部分，所述固体部分与溶剂的重量比为1:5～1:1；所述催化剂与固体部分的重量比为1:15～1:10。
本发明中废旧纺织品包括：纺织的下脚料、边角料、废纱、废丝、碎料和布片以及废旧衣服和其它废旧纺织品，废旧纺织品中包含有纯棉纤维纺织品和与合成纤维混纺的混纺纤维纺织品。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
①利用废旧纺织品处理后得到的单纤维体，通过水解或生物降解转化为生物燃料，并通过共液化制取液体燃料和道路沥青改性剂，既可以生产液体燃料、减少对石油的依赖，同时也可以对煤炭和废旧纺织品进行综合利用，降低对环境的污染；②通过未溶解的化学纤维、低煤化程度的煤、催化剂和溶剂共液化制取液体燃料和道路沥青改性剂，能减少和缓解煤炭直接燃烧带来的环境污染，如近年来的雾霾天气；③本发明制备的道路沥青改性剂，能够改善道路沥青的粘接、弹性、耐磨性能，同时解决了废旧纺织品处理的问题，提高了资源的利用率。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本实施例利用废旧纺织品生产燃料和道路沥青改性剂的方法，包括以下步骤：（1）废旧纺织品的预处理：首先，将废旧纺织品依次经除尘、去杂、漂白、洗涤和烘干处理，然后通过切割、撕裂、开松和梳理得到单纤维体；（2）用温度为285K、质量浓度为20%的氢氧化钠/尿素水溶液溶液溶解步骤（1）中得到的单纤维体，其中氢氧化钠/尿素水溶液为5wt%的氢氧化钠/15wt%的尿素混合的水溶液，经固液分离后得到棉纤维素溶液和未溶解的化学纤维；（3）向棉纤维素溶液中加入20mL的KSM-9菌株，在温度为30oC、pH为4的条件下水解72h，制得乙醇或；（4）将褐煤、赤泥催化剂、常压渣油同步骤（2）中未溶解的化学纤维共液化制得液体燃料和道路沥青改性剂；所述未溶解的化学纤维、褐煤和赤泥催化剂为固体部分，该固体部分与常压渣油的重量比为1:5；赤泥催化剂与常压渣油的重量比为1:15。
本实施例共液化包括以下步骤：a、首先，将未溶解的化学纤维、褐煤、赤泥催化剂和常压渣油混合置于反应器中，在温度为300oC、压力为5MPa条件下反应1小时；b、步骤a中的反应产物经高温分离器在350oC、10MPa条件下分离为塔顶液体燃料和塔底重质产物；c、所述步骤b中塔顶液体燃料进入低温分离器在200oC、3MPa条件下分离为气液两相，所述气相经八塔式变压吸附装置在2.12MPa、35oC条件下提纯氢气，氢气返回反应器中循环使用，其余气体经醇胺吸收法脱硫净化后用作燃料；所述低温分离器底部的液态产物经冷凝、油水分离得到轻质油；d、所述步骤b中塔底重质产物进入减压蒸馏塔，在350oC、0.007MPa下制得粗油；e、将粗油和轻质油混合，经加氢精制得到液体燃料；f、将步骤d中减压蒸馏塔底部产物粉碎至3微米以下，即制得道路沥青改性剂。
作为优选，本实施例褐煤为义马褐煤。
实施例2
如图1所示，本实施例利用废旧纺织品生产燃料和道路沥青改性剂的方法，包括以下步骤：（1）废旧纺织品的预处理：首先，将废旧纺织品依次经除尘、去杂、漂白、洗涤和烘干处理，然后通过切割、撕裂、开松和梳理得到单纤维体；（2）用温度为253K、质量浓度为70%的氢氧化锂/尿素水溶液溶液溶解步骤（1）中得到的单纤维体，其中氢氧化锂/尿素水溶液为9wt%的氢氧化锂/10wt%的尿素混合的水溶液，经固液分离后得到棉纤维素溶液和未溶解的化学纤维；（3）向棉纤维素溶液中加入30mL的KSM-635菌株在温度为20oC、pH为8的条件下水解50h，制得乙醇；（4）将长焰煤、赤泥催化剂、催化裂化油浆同步骤（2）中未溶解的化学纤维共液化制得液体燃料和道路沥青改性剂；所述未溶解的化学纤维、长焰煤和赤泥催化剂为固体部分，该固体部分与催化裂化油浆的重量比为1:4；赤泥催化剂与催化裂化油浆的重量比为1:14。
本实施例共液化包括以下步骤：a、首先，将未溶解的化学纤维、长焰煤、赤泥催化剂和催化裂化油浆混合置于反应器中，在温度为350oC、压力为8MPa条件下反应0.8小时；b、步骤a中的反应产物经高温分离器在350oC、10MPa条件下分离为塔顶液体燃料和塔底重质产物；c、所述步骤b中塔顶液体燃料进入低温分离器在200oC、3MPa条件下分离为气液两相，所述气相经八塔式变压吸附装置在2.12MPa、35oC条件下提纯氢气，氢气返回反应器中循环使用，其余气体经醇胺吸收法脱硫净化后用作燃料；所述低温分离器底部的液态产物经冷凝、油水分离得到轻质油；d、所述步骤b中塔底重质产物进入减压蒸馏塔，在350oC、0.007MPa下制得粗油；e、将粗油和轻质油混合，经加氢精制得到液体燃料；f、将步骤d中减压蒸馏塔底部产物粉碎至4微米以下，即制得道路沥青改性剂。
实施例3
如图1所示，本实施例利用废旧纺织品生产燃料和道路沥青改性剂的方法，包括以下步骤：（1）废旧纺织品的预处理：首先，将废旧纺织品依次经除尘、去杂、漂白、洗涤和烘干处理，然后通过切割、撕裂、开松和梳理得到单纤维体；（2）用温度为300K、质量浓度为90%的氢氧化锂/尿素水溶液溶液溶解步骤（1）中得到的单纤维体，其中氢氧化锂/尿素水溶液为5wt%的氢氧化锂/18wt%的尿素混合的水溶液，经固液分离后得到棉纤维素溶液和未溶解的化学纤维；（3）向棉纤维素溶液中加入5mL的18mol/L的均相催化剂硫酸，在温度为50oC、pH为4的条件下水解45h，制得甲醇；（4）将长焰煤、赤泥催化剂、减压渣油同步骤（2）中未溶解的化学纤维共液化制得液体燃料和道路沥青改性剂；所述未溶解的化学纤维、长焰煤和赤泥催化剂为固体部分，该固体部分与减压渣油的重量比为1:1；赤泥催化剂与减压渣油的重量比为1:10。
本实施例共液化包括以下步骤：a、首先，将未溶解的化学纤维、长焰煤、赤泥催化剂和减压渣油混合置于反应器中，在温度为450oC、压力为20MPa条件下反应2小时；b、步骤a中的反应产物经高温分离器在350oC、10MPa条件下分离为塔顶液体燃料和塔底重质产物；c、所述步骤b中塔顶液体燃料进入低温分离器在200oC、3MPa条件下分离为气液两相，所述气相经八塔式变压吸附装置在2.12MPa、35oC条件下提纯氢气，氢气返回反应器中循环使用，其余气体经醇胺吸收法脱硫净化后用作燃料；所述低温分离器底部的液态产物经冷凝、油水分离得到轻质油；d、所述步骤b中塔底重质产物进入减压蒸馏塔，在350oC、0.007MPa下制得粗油；e、将粗油和轻质油混合，经加氢精制得到液体燃料；f、将步骤d中减压蒸馏塔底部产物粉碎至2微米以下，即制得道路沥青改性剂。
实施例4
如图1所示，本实施例利用废旧纺织品生产燃料和道路沥青改性剂的方法，包括以下步骤：（1）废旧纺织品的预处理：首先，将废旧纺织品依次经除尘、去杂、漂白、洗涤和烘干处理，然后通过切割、撕裂、开松和梳理得到单纤维体；（2）用温度为273K、质量浓度为60%的4-甲基吗啉-N-氧化物水溶液溶解步骤（1）中得到的单纤维体，经固液分离后得到棉纤维素溶液和未溶解的化学纤维；（3）向棉纤维素溶液中加入5g非均相催化剂氯化铁，在温度为60oC、pH为6的条件下水解60h，制得甲烷；（4）将褐煤、赤泥催化剂、煤液化重油同步骤（2）中未溶解的化学纤维共液化制得液体燃料和道路沥青改性剂；所述未溶解的化学纤维、褐煤和赤泥催化剂为固体部分，该固体部分与煤液化重油的重量比为1:2；赤泥催化剂与煤液化重油的重量比为1:12。
本实施例共液化包括以下步骤：a、首先，将未溶解的化学纤维、褐煤、赤泥催化剂和煤液化重油混合置于反应器中，在温度为400oC、压力为10MPa条件下反应1.6小时；b、步骤a中的反应产物经高温分离器在350oC、10MPa条件下分离为塔顶液体燃料和塔底重质产物；c、所述步骤b中塔顶液体燃料进入低温分离器在200oC、3MPa条件下分离为气液两相，所述气相经八塔式变压吸附装置在2.12MPa、35oC条件下提纯氢气，氢气返回反应器中循环使用，其余气体经醇胺吸收法脱硫净化后用作燃料；所述低温分离器底部的液态产物经冷凝、油水分离得到轻质油；d、所述步骤b中塔底重质产物进入减压蒸馏塔，在350oC、0.007MPa下制得粗油；e、将粗油和轻质油混合，经加氢精制得到液体燃料；f、将步骤d中减压蒸馏塔底部产物粉碎至1微米以下，即制得道路沥青改性剂。
实施例5
如图1所示，本实施例利用废旧纺织品生产燃料和道路沥青改性剂的方法，包括以下步骤：（1）废旧纺织品的预处理：首先，将废旧纺织品依次经除尘、去杂、漂白、洗涤和烘干处理，然后通过切割、撕裂、开松和梳理得到单纤维体；（2）用温度为320K、质量浓度为60%的4-甲基吗啉-N-氧化物水溶液溶解步骤（1）中得到的单纤维体，经固液分离后得到棉纤维素溶液和未溶解的化学纤维；（3）向棉纤维素溶液中加入6g非均相催化剂氯化亚铁，在温度为55oC、pH为7的条件下水解50h，制得甲烷；（4）将褐煤、赤泥催化剂、煤液化重油同步骤（2）中未溶解的化学纤维共液化制得液体燃料和道路沥青改性剂；所述未溶解的化学纤维、褐煤和赤泥催化剂为固体部分，该固体部分与煤液化重油的重量比为1:4；赤泥催化剂与煤液化重油的重量比为1:10。
本实施例共液化包括以下步骤：a、首先，将未溶解的化学纤维、褐煤、赤泥催化剂和煤液化重油混合置于反应器中，在温度为400oC、压力为10MPa条件下反应1.6小时；b、步骤a中的反应产物经高温分离器在350oC、10MPa条件下分离为塔顶液体燃料和塔底重质产物；c、所述步骤b中塔顶液体燃料进入低温分离器在200oC、3MPa条件下分离为气液两相，所述气相经八塔式变压吸附装置在2.12MPa、35oC条件下提纯氢气，氢气返回反应器中循环使用，其余气体经醇胺吸收法脱硫净化后用作燃料；所述低温分离器底部的液态产物经冷凝、油水分离得到轻质油；d、所述步骤b中塔底重质产物进入减压蒸馏塔，在350oC、0.007MPa下制得粗油；e、将粗油和轻质油混合，经加氢精制得到液体燃料；f、将步骤d中减压蒸馏塔底部产物粉碎至1微米以下，即制得道路沥青改性剂。
实施例6
如图1所示，本实施例利用废旧纺织品生产燃料和道路沥青改性剂的方法，包括以下步骤：（1）废旧纺织品的预处理：首先，将废旧纺织品依次经除尘、去杂、漂白、洗涤和烘干处理，然后通过切割、撕裂、开松和梳理得到单纤维体；（2）用温度为373K、质量浓度为65%的氢氧化锂/尿素水溶液溶液溶解步骤（1）中得到的单纤维体，其中氢氧化锂/尿素水溶液为8wt%的氢氧化锂/15wt%的尿素混合的水溶液，经固液分离后得到棉纤维素溶液和未溶解的化学纤维；（3）向步骤（2）得到的棉纤维素溶液中添加4wt%的氨水、纤维素分解菌和蛋白质水解菌，其中，棉纤维素溶液、4wt%的氨水、纤维素分解菌和蛋白质水解菌的重量配比为100：10：25：16；在发酵温度为30℃，发酵时溶液pH值为6，厌氧发酵35h制得乙醇；（4）将褐煤、赤泥催化剂、常压渣油同步骤（2）中未溶解的化学纤维共液化制得液体燃料和道路沥青改性剂；所述未溶解的化学纤维、褐煤和赤泥催化剂为固体部分，该固体部分与常压渣油的重量比为1:5；赤泥催化剂与常压渣油的重量比为1:15。
本实施例共液化包括以下步骤：a、首先，将未溶解的化学纤维、褐煤、赤泥催化剂和常压渣油混合置于反应器中，在温度为300oC、压力为5MPa条件下反应1小时；b、步骤a中的反应产物经高温分离器在350oC、10MPa条件下分离为塔顶液体燃料和塔底重质产物；c、所述步骤b中塔顶液体燃料进入低温分离器在200oC、3MPa条件下分离为气液两相，所述气相经八塔式变压吸附装置在2.12MPa、35oC条件下提纯氢气，氢气返回反应器中循环使用，其余气体经醇胺吸收法脱硫净化后用作燃料；所述低温分离器底部的液态产物经冷凝、油水分离得到轻质油；d、所述步骤b中塔底重质产物进入减压蒸馏塔，在350oC、0.007MPa下制得粗油；e、将粗油和轻质油混合，经加氢精制得到液体燃料；f、将步骤d中减压蒸馏塔底部产物粉碎至3微米以下，即制得道路沥青改性剂。
作为优选，本实施例褐煤为义马褐煤。
实施例7
如图1所示，本实施例利用废旧纺织品生产燃料和道路沥青改性剂的方法，包括以下步骤：（1）废旧纺织品的预处理：首先，将废旧纺织品依次经除尘、去杂、漂白、洗涤和烘干处理，然后通过切割、撕裂、开松和梳理得到单纤维体；（2）用温度为350K、质量浓度为90%的4-甲基吗啉-N-氧化物水溶液溶解步骤（1）中得到的单纤维体，经固液分离后得到棉纤维素溶液和未溶解的化学纤维，经固液分离后得到棉纤维素溶液和未溶解的化学纤维；（3）向步骤（2）得到的棉纤维素溶液中添加10wt%的碳酸氢铵、纤维素分解菌和蛋白质水解菌，其中，棉纤维素溶液、10wt%的碳酸氢铵、纤维素分解菌和蛋白质水解菌的重量配比为100：20：5：2；在发酵温度为20℃，发酵时溶液pH值为5，厌氧发酵48h得到甲醇；（4）将褐煤、赤泥催化剂、常压渣油同步骤（2）中未溶解的化学纤维共液化制得液体燃料和道路沥青改性剂；所述未溶解的化学纤维、褐煤和赤泥催化剂为固体部分，该固体部分与常压渣油的重量比为1:5；赤泥催化剂与常压渣油的重量比为1:15。
本实施例共液化包括以下步骤：a、首先，将未溶解的化学纤维、褐煤、赤泥催化剂和常压渣油混合置于反应器中，在温度为300oC、压力为5MPa条件下反应1小时；b、步骤a中的反应产物经高温分离器在350oC、10MPa条件下分离为塔顶液体燃料和塔底重质产物；c、所述步骤b中塔顶液体燃料进入低温分离器在200oC、3MPa条件下分离为气液两相，所述气相经八塔式变压吸附装置在2.12MPa、35oC条件下提纯氢气，氢气返回反应器中循环使用，其余气体经醇胺吸收法脱硫净化后用作燃料；所述低温分离器底部的液态产物经冷凝、油水分离得到轻质油；d、所述步骤b中塔底重质产物进入减压蒸馏塔，在350oC、0.007MPa下制得粗油；e、将粗油和轻质油混合，经加氢精制得到液体燃料；f、将步骤d中减压蒸馏塔底部产物粉碎至3微米以下，即制得道路沥青改性剂。
实施例8
如图1所示，本实施例利用废旧纺织品生产燃料和道路沥青改性剂的方法，包括以下步骤：（1）废旧纺织品的预处理：首先，将废旧纺织品依次经除尘、去杂、漂白、洗涤和烘干处理，然后通过切割、撕裂、开松和梳理得到单纤维体；（2）用温度为373K、质量浓度为50%的氢氧化钠/尿素水溶液溶液溶解步骤（1）中得到的单纤维体，其中氢氧化钠/尿素水溶液为6wt%的氢氧化钠/12wt%的尿素混合的水溶液，经固液分离后得到棉纤维素溶液和未溶解的化学纤维；（3）向步骤（2）得到的棉纤维素溶液中添加8wt%的碳酸氢铵、纤维素分解菌和蛋白质水解菌，其中，棉纤维素溶液、8wt%的碳酸氢铵、纤维素分解菌和蛋白质水解菌的重量配比为100：15：5：2；在发酵温度为50℃，发酵时溶液pH值为7，厌氧发酵20h得到生物燃料；（4）将褐煤、赤泥催化剂、常压渣油同步骤（2）中未溶解的化学纤维共液化制得液体燃料和道路沥青改性剂；所述未溶解的化学纤维、褐煤和赤泥催化剂为固体部分，该固体部分与常压渣油的重量比为1:5；赤泥催化剂与常压渣油的重量比为1:15。
本实施例共液化包括以下步骤：a、首先，将未溶解的化学纤维、褐煤、赤泥催化剂和常压渣油混合置于反应器中，在温度为300oC、压力为5MPa条件下反应1小时；b、步骤a中的反应产物经高温分离器在350oC、10MPa条件下分离为塔顶液体燃料和塔底重质产物；c、所述步骤b中塔顶液体燃料进入低温分离器在200oC、3MPa条件下分离为气液两相，所述气相经八塔式变压吸附装置在2.12MPa、35oC条件下提纯氢气，氢气返回反应器中循环使用，其余气体经醇胺吸收法脱硫净化后用作燃料；所述低温分离器底部的液态产物经冷凝、油水分离得到轻质油；d、所述步骤b中塔底重质产物进入减压蒸馏塔，在350oC、0.007MPa下制得粗油；e、将粗油和轻质油混合，经加氢精制得到液体燃料；f、将步骤d中减压蒸馏塔底部产物粉碎至3微米以下，即制得道路沥青改性剂。
Claims (9)
1.一种利用废旧纺织品生产燃料和道路沥青改性剂的方法，其特征在于包括以下步骤：（1）废旧纺织品的预处理：首先，将废旧纺织品依次经除尘、去杂、漂白、洗涤和烘干处理，然后通过切割、撕裂、开松和梳理得到单纤维体；（2）用碱性溶液溶解步骤（1）中得到的单纤维体，经固液分离后得到棉纤维素溶液和未溶解的化学纤维；（3）向棉纤维素溶液中加入纤维素酶水解或加入催化剂催化水解或通过厌氧发酵制得生物燃料；（4）将低煤化程度的煤、催化剂、溶剂同步骤（2）中未溶解的化学纤维共液化制得液体燃料和道路沥青改性剂。
2.根据权利要求1所述的利用废旧纺织品生产燃料和道路沥青改性剂的方法，其特征在于：所述步骤（2）中碱性溶液为氢氧化钠和尿素混合的水溶液，或氢氧化锂和尿素混合的水溶液，或4-甲基吗啉-N-氧化物水溶液，所述碱性溶液的质量浓度为20%～90%、温度为253K～373K。
3.根据权利要求2所述的利用废旧纺织品生产燃料和道路沥青改性剂的方法，其特征在于：所述氢氧化钠和尿素混合的水溶液为5～8wt%的氢氧化钠和10～15wt%尿素混合的水溶液，氢氧化锂和尿素混合的水溶液为5～9wt%的氢氧化锂和10～18wt%尿素混合的水溶液；所述4-甲基吗啉-N-氧化物水溶液的质量浓度为60%～90%。
4.根据权利要求1所述的利用废旧纺织品生产燃料和道路沥青改性剂的方法，其特征在于：所述步骤（3）中纤维素酶水解时温度为20～90oC、pH为3～10，反应时间为2～72h，所述纤维素酶为碱性纤维素酶；所述碱性纤维素酶为KSM-9菌株或KSM-635菌株或KSM-19菌株或KSM-64菌株或N168-1菌株或HSH-810菌株或11AG8菌株或S36-2菌株。
5.根据权利要求1所述的利用废旧纺织品生产燃料和道路沥青改性剂的方法，其特征在于：所述步骤（3）中催化水解的条件为：温度20～90oC、pH3～10，反应时间2～72h，催化水解是在均相催化剂或非均相催化剂条件下将棉纤维素水解转化为生物燃料；所述均相催化剂为硫酸或盐酸；非均相催化剂为氯化铁或氯化亚铁或固体酸催化剂。
6.根据权利要求1所述的利用废旧纺织品生产燃料和道路沥青改性剂的方法，其特征在于：所述步骤（3）中厌氧发酵为：向步骤（2）得到的棉纤维素溶液中添加含氮溶液、纤维素分解菌和蛋白质水解菌，所述棉纤维素溶液、4～10wt%含氮溶液、纤维素分解菌和蛋白质水解菌的重量配比为100：10～20：5～30：2～20；在发酵温度为20～50℃，发酵时溶液pH值为5～7，厌氧发酵20～48h得到生物燃料。
7.根据权利要求1～6任一所述的利用废旧纺织品生产燃料和道路沥青改性剂的方法，其特征在于：所述步骤（4）中低煤化程度的煤为褐煤或长焰煤；催化剂为赤泥催化剂；溶剂为常压渣油、减压渣油、催化裂化油浆或煤液化重油。
8.根据权利要求7所述的利用废旧纺织品生产燃料和道路沥青改性剂的方法，其特征在于：所述步骤（4）中共液化包括以下步骤：a、首先，将未溶解的化学纤维、低煤化程度的煤、催化剂和溶剂混合置于反应器中，在温度为300～450oC、压力为3～20MPa条件下反应0.5～2小时；b、步骤a中的反应产物经高温分离器在350oC、10MPa条件下分离为塔顶液体燃料和塔底重质产物；c、所述步骤b中塔顶液体燃料进入低温分离器在200oC、3MPa条件下分离为气液两相，所述气相经八塔式变压吸附装置在2.12MPa、35oC条件下提纯氢气，氢气返回反应器中循环使用，其余气体经醇胺吸收法脱硫净化后用作燃料；所述低温分离器底部的液态产物经冷凝、油水分离得到轻质油；d、所述步骤b中塔底重质产物进入减压蒸馏塔，在350oC、0.007MPa下制得粗油；e、将粗油和轻质油混合，经加氢精制得到液体燃料；f、将步骤d中减压蒸馏塔底部产物粉碎至5微米以下，即制得道路沥青改性剂。
9.根据权利要求8所述的利用废旧纺织品生产燃料和道路沥青改性剂的方法，其特征在于：所述未溶解的化学纤维、低煤化程度的煤和催化剂为固体部分，所述固体部分与溶剂的重量比为1:5～1:1；所述催化剂与固体部分的重量比为1:15～1:10。
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