CN108264913A - 一种提高油渣在水中含量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于生物质再利用技术领域，具体涉及一种提高油渣在水中含量的方法，其包括以下步骤：(1)对收集的油渣进行烘干脱水，然后粉碎至中位(D50)粒径为50‑300μm；(2)采用压片机或压条机对步骤(1)粉碎后的油渣进行压缩成型，压缩压力为0.5‑3MPa，压缩温度为30‑50℃；(3)对步骤的(2)压缩成型后的油渣再次粉碎处理，粉碎至中位(D50)粒径为30‑50μm，得油渣粉末；(4)将步骤(3)的油渣粉末与水按比例进行配比混合、研磨制浆，得到浓度为40‑50wt％的浆液。通过本发明方法制备得到的浆液粘度低、流动性好，而且工艺简单，不需要额外的添加剂，经济环保。

Description

一种提高油渣在水中含量的方法
技术领域
本发明属于生物质再利用技术领域，具体涉及一种提高油渣在水中含量的方法。
背景技术
当前全球石油需求不断增长与化石能源目渐枯竭的矛盾日益突出，能源供给形势越来越紧张，国际市场原油价格持续大幅上涨，能源的多元化、可再生化和清洁化已成为人类社会发展的必然选择，开发生物质能源是解决全球能源危机的方向之一，作为新型替代能源的生物质能源在世界各国发展迅速。
油渣是植物油制备过程中残留的渣滓，一般用于饲料等行业。由于油渣中依然存在一定质量可开发利用的生物质能，故直接作为饲料，既浪费了能源资源，又降低了其经济价值。
为此，中国专利文献CN103246964A公开了一种从提取香料油后的油渣中提取生物柴油的方法，其包括以下步骤：首先将油渣置于蒸汽氛围中热蒸至其疏松，然后置于反应釜内脱水；将反应釜继续加温至180-330℃进行热解，产生的油水混合气体通过管道进入冷却塔内的冷却盘管，被冷却为油水混合液，将油水混合液进行油水分离，然后通过沉淀、过滤，即得生物柴油。出油率高达80％以上，从而大大提高了油渣的经济价值和综合利用的经济效益。该篇专利文献通过对油渣进行热裂解得到生物柴油，实现油渣向液体燃料的转化，提高了其经济价值。但是其采用固体投料，只适用于其公开的方法，不能实现工业上连续化生产，效率低下。为了实现油渣的高效利用转化，原料能否连续投料成为重要制约因素，而众所周知，粘度适当的液体浆料即能够实现原料的连续投料，但是，采用常规方法配制浆料，固含量较低，转化效率得不到有效提高，因此油渣浆料粘度和固含量的平衡是我们要解决的重要技术问题。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的油渣在水中固含量低的缺陷，从而提供一种提高油渣在水中固含量的方法。
一种提高油渣在水中含量的方法，包括以下步骤：
原料预处理：收集油渣并控制含水率低于2wt％，然后粉碎至中位粒径为50-300μm；
压缩：对粉碎后的油渣进行压缩成型，压缩压力为0.5-3MPa，压缩温度为30-50℃；
粉碎：对压缩成型后的油渣再次粉碎处理，粉碎至中位粒径为30-50μm，得油渣粉末；
制浆：将油渣粉末与水按比例进行配比混合、研磨制浆，得到浓度为40-50wt％的浆液。
进一步地，采用烘干脱水控制含水率，所述烘干脱水温度为80-110℃，烘干脱水时间为2-6h。
进一步地，所述压缩成型为压片成型、压条成型或压块成型。
进一步地，所述粉碎步骤中，粉碎至油渣的堆密度为1400-1600kg/m3。
进一步地，粉碎均为锤片式磨粉碎、球磨粉碎、棒磨粉碎、超微粉碎或气流粉碎，进一步地，粉碎过程可采用锤片式磨机、球磨机、棒磨机、超微粉碎机或气流粉碎机。
进一步地，所述研磨制浆为分散制浆、乳化制浆、剪切制浆、均质制浆或胶体磨制浆。进一步地，研磨制浆步骤采用的设备可以为搅拌机、混合机、分散机、乳化机、剪切机、均质机、研磨机或胶体磨等研磨设备。
进一步地，所述油渣为花生油油渣、大豆油油渣、菜籽油油渣、棉籽油油渣、蓖麻油油渣、葵花籽油油渣、玉米油油渣、亚麻油油渣或米糠油油渣等中的一种或两种以上的混合物。
进一步地，所述研磨制浆的时间为1-8分钟。
进一步地，制浆步骤中油渣粉末与水是质量比为40-50:50-60。
进一步地，所得浆液的粘度为300-650mPa·s(50℃)。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的提高油渣在水中含量的方法，通过对油渣进行脱水、粉碎、压缩、再粉碎、研磨制浆这一工艺流程，使得油渣在水中的固含量达到40-50wt％，而浆液的粘度仅为300-650mPa·s(50℃)。该方法通过各步骤的配合，尤其是对两次粉碎步骤中粒度的控制、以及压缩和研磨制浆步骤的控制，能够使油渣物料粒子在机械作用下产生机械镶嵌，纤维素、木质素结构被破坏并且相互缠绕，颗粒间的空隙大幅缩小，物料之间结合紧密，这种做法不仅可以驱赶大量孔隙中的空气，还可以使油渣中所含油类物质分离出，从而使得本发明所得浆液固含量提高的同时，浆液的粘度降低、流动性好，便于输送、提高装置的利用效率，满足后续处理工艺的进料要求，而且工艺简单，不需要额外的添加剂，大大降低了原料的运输费用，经济环保。
2.本发明提供的提高油渣在水中含量的方法，通过控制原料压缩的温度、压力及再粉碎的粒度等参数，可是实现调整浆液的粘度。随着压缩压力和温度的提高，物料内部孔隙结构被破坏得更加彻底，所含水分大大减少，物料间结合得更为致密，压缩后物料堆密度高，更有利于运输。同时随着再粉碎粒度的控制，在配浆时固液结合更好，从而降低浆液粘度，增加浆液整体的流动性。
具体实施方式
实施例1
一种提高油渣在水中含量的方法，包括以下步骤：
(1)对收集的菜籽油油渣进行烘干脱水，烘干温度110℃，烘干时间2h,然后采用球磨机粉碎至中位(D50)粒径为100μm；
(2)采用压片机对步骤(1)粉碎后的油渣进行压缩成型，压缩压力为3MPa，压缩温度为30℃；
(3)对步骤的(2)压缩成型后的油渣采用球磨机再次粉碎处理，粉碎至中位(D50)粒径为50μm，得油渣粉末，其堆密度为1450kg/m3；
(4)将步骤(3)的40kg油渣粉末与60kg水混合、采用均质机研磨制浆5min，得到浓度为40wt％的浆液。
实施例2
一种提高油渣在水中含量的方法，包括以下步骤：
(1)对收集的米糠油油渣进行烘干脱水，烘干温度100℃，烘干时间4h，然后采用超微粉碎机粉碎至中位(D50)粒径为300μm；
(2)采用压条机对步骤(1)粉碎后的油渣进行压缩成型，压缩压力为0.5MPa，压缩温度为50℃；
(3)对步骤的(2)压缩成型后的油渣采用超微粉碎机再次粉碎处理，粉碎至中位(D50)粒径为30μm，得油渣粉末，其堆密度为1400kg/m3；
(4)将步骤(3)的50kg油渣粉末与50kg水混合、采用搅拌机研磨制浆8min，得到浓度为50wt％的浆液。
实施例3
一种提高油渣在水中含量的方法，包括以下步骤：
(1)对收集的葵花籽油油渣进行烘干脱水，烘干脱水温度为40℃，烘干脱水时间为6h，然后采用球磨机粉碎至中位(D50)粒径为200μm；
(2)采用压片机对步骤(1)粉碎后的油渣进行压缩成型，压缩压力为1MPa，压缩温度为40℃；
(3)对步骤的(2)压缩成型后的油渣采用棒磨机再次粉碎处理，粉碎至中位(D50)粒径为40μm，得油渣粉末，其堆密度为1450kg/m3；
(4)将步骤(3)的45kg油渣粉末与55kg水混合、采用胶体磨研磨制浆6min，得到浓度为45wt％的浆液。
实施例4
一种提高油渣在水中含量的方法，包括以下步骤：
(1)对收集的花生油油渣进行烘干脱水，烘干脱水温度为60℃，烘干脱水时间为2h，然后采用锤片式磨粉碎至中位(D50)粒径为150μm；
(2)采用压条机对步骤(1)粉碎后的油渣进行压缩成型，压缩压力为3MPa，压缩温度为35℃；
(3)对步骤的(2)压缩成型后的油渣采用锤片式磨再次粉碎处理，粉碎至中位(D50)粒径为35μm，得油渣粉末，其堆密度为1600kg/m3；
(4)将步骤(3)的42kg油渣粉末与58kg水混合、采用均质机研磨制浆4min，得到浓度为42wt％的浆液。
实施例5
一种提高油渣在水中含量的方法，包括以下步骤：
(1)对收集的花生油油渣进行烘干脱水，烘干脱水温度为50℃，烘干脱水时间为4h，然后用球磨粉碎至中位(D50)粒径为250μm；
(2)采用压片机对步骤(1)粉碎后的花生油油渣进行压缩成型，压缩压力为1.5MPa，压缩温度为50℃；
(3)对步骤的(2)压缩成型后的花生油油渣使用气流粉碎机再次粉碎处理，粉碎至中位(D50)粒径为35μm，得花生油油渣粉末，其堆密度为1500kg/m3；
(4)将步骤(3)的48kg花生油油渣粉末与52kg水混合、采用胶体磨研磨制浆，研磨制浆的时间为1分钟，得到浓度为48wt％的浆液。
实施例6
一种提高油渣在水中含量的方法，包括以下步骤：
(1)对收集的玉米油油渣和蓖麻油油渣进行烘干脱水，烘干脱水温度为50℃，烘干脱水时间为4h，然后用棒磨粉碎至中位(D50)粒径为250μm；
(2)采用压片机对步骤(1)粉碎后的油渣进行压缩成型，压缩压力为1.5MPa，压缩温度为50℃；
(3)对步骤的(2)压缩成型后的油渣使用超微粉碎机再次粉碎处理，粉碎至中位(D50)粒径为35μm，得油渣粉末，其堆密度为1500kg/m3；
(4)将步骤(3)的50kg油渣粉末与50kg水混合、采用均质机研磨制浆，研磨制浆的时间为8分钟，得到浓度为50wt％的浆液。
对比例1
一种油渣与水混合浆液的制备方法，包括以下步骤：
(1)对收集的花生油油渣进行烘干脱水，烘干脱水温度为50℃，烘干脱水时间为4h，然后用球磨粉碎至中位(D50)粒径为35μm，得花生油油渣粉末；
(2)将步骤(1)的48kg花生油油渣粉末与52kg水混合、采用胶体磨研磨制浆，研磨制浆的时间为1分钟，得到浓度为48wt％的浆液。
对比例2
一种油渣与水混合浆液的制备方法，包括以下步骤：
(1)对收集的花生油油渣进行烘干脱水，烘干脱水温度为50℃，烘干脱水时间为4h，然后用球磨粉碎至中位(D50)粒径为250μm；
(2)采用压片机对步骤(1)粉碎后的花生油油渣进行压缩成型，压缩压力为1.5MPa，压缩温度为50℃；
(3)对步骤的(2)压缩成型后的48kg花生油油渣进行粗粉碎至粒径为1-3mm，然后与52kg水混合、采用胶体磨研磨制浆，研磨制浆的时间为1分钟，得到浓度为48wt％的浆液。
粘度测试：
对本发明实施例1-6所得浆液和对比例1-2所得浆液进行粘度测试，测试方法为：使用GB/T 18856.4-2008中规定的方法进行检测，采用油浴代替标准中的水浴进行加热恒温，以获得更高温度下的粘度数据，同时降低重复性限为20mPa·s。具体测试结果见下表：
表1样品粘度测试结果
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种提高油渣在水中含量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
原料预处理：收集油渣并控制含水率低于2wt％，然后粉碎至中位粒径为50-300μm；
压缩：对粉碎后的油渣进行压缩成型，压缩压力为0.5-3MPa，压缩温度为30-50℃；
粉碎：对压缩成型后的油渣再次粉碎处理，粉碎至中位粒径为30-50μm，得油渣粉末；
制浆：将油渣粉末与水按比例进行配比混合、研磨制浆，得到浓度为40-50wt％的浆液。
2.根据权利要求1所述的提高油渣在水中含量的方法，其特征在于，采用烘干脱水控制含水率，所述烘干脱水温度为80-110℃，烘干脱水时间为2-6h。
3.根据权利要求1所述的提高油渣在水中含量的方法，其特征在于，所述压缩成型为压片成型、压条成型或压块成型。
4.根据权利要求1所述的提高油渣在水中含量的方法，其特征在于，所述粉碎步骤中，粉碎至油渣的堆密度为1400-1600kg/m3。
5.根据权利要求1所述的提高油渣在水中含量的方法，其特征在于，粉碎均为锤片式磨粉碎、球磨粉碎、棒磨粉碎、超微粉碎或气流粉碎。
6.根据权利要求1所述的提高油渣在水中含量的方法，其特征在于，所述研磨制浆为分散制浆、乳化制浆、剪切制浆、均质制浆或胶体磨制浆。
7.根据权利要求1所述的提高油渣在水中含量的方法，其特征在于，所述油渣为花生油油渣、大豆油油渣、菜籽油油渣、棉籽油油渣、蓖麻油油渣、葵花籽油油渣、玉米油油渣、亚麻油油渣或米糠油油渣中的一种或两种以上的混合物。
8.根据权利要求1所述的提高油渣在水中含量的方法，其特征在于，所述研磨制浆的时间为1-8分钟。
9.根据权利要求1所述的提高油渣在水中含量的方法，其特征在于，制浆步骤中油渣粉末与水是质量比为40-50:50-60。
10.根据权利要求1所述的提高油渣在水中含量的方法，其特征在于，所得浆液的粘度为300-650mPa·s(50℃)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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