CN109111974A - 一种生物质的脱灰方法 - Google Patents

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丁立志
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朱贤青
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Abstract

本发明属于生物质利用和清洁能源技术领域，公开了一种生物质的脱灰方法，包括以下步骤：(1)将生物质原料进行充分粉碎；(2)将步骤(1)中得到的生物质粉碎料加入到反应器中，向反应器中持续通入循环水，反应器内生物质粉碎料与水的质量比为1：25‑100；(3)以一定的流量持续向混合液内通入CO2气体且使CO2气体在混合液中达到饱和，在10‑60℃下充分搅拌浸洗3‑12h，并不断排出浸洗废水；(4)将步骤(3)中CO2处理后的生物质混合液进行过滤，并对过滤得到的生物质样品进行干燥处理；本发明工艺简单、条件温和，脱除过程在常压下进行，仪器不需要加压处理，成本较低，且灰分脱除效果显著。

Description

一种生物质的脱灰方法
技术领域
本发明属于生物质利用和清洁能源技术领域，更具体地，涉及一种生物质的脱灰方法。
背景技术
生物质因其燃烧具有CO2零排放，氮、硫氧化物排放量小于化石燃料等特性，成为潜力巨大的替代能源。我国生物质资源丰富，可作为能源利用的生物质资源总量折合约4.6亿吨标准煤/年。截至2015年，已利用的生物质能源约为3500万吨标准煤，生物质发电是应用规模最广、技术最成熟的利用途径，我国生物质发电总装机容量约1030万千瓦，其中，一半以上是农林生物质直燃发电。在我国，生物质发电产业已形成一定的规模。
灰分是生物质中不可燃的部分，生物质中灰分来源分为两类：一类是植物生长所需，本身固有的，包括Si、K、Ca、Na、Mg、P、Cl、Fe等；一类是在加工处理过程中带入的，如砂土、石子等。灰分越高，生物质热值越低，灰分也增加了生物质在收集、运输及预处理过程中的成本。在生物质燃烧过程中，表面含碳物质燃尽后形成的灰分外壳，阻隔了内部生物质的继续反应，导致燃烧不充分；灰中含大量碱金属和碱土金属，易于造成锅炉的粘污结渣，并且，灰中含氯元素在燃烧过程中与挥发的碱金属碱土金属结合，造成设备的腐蚀。
现有脱灰方法包括，水洗法脱灰、使用添加剂脱灰以及用适宜惰性材料作为床料。其中水洗脱灰操作最为简便，然而水洗法只能脱除生物质灰中水溶性的金属无机盐组分，但是生物质中还存在大量与羟基、羧基所结合的有机类金属、及水不溶的无机类金属，如碳酸盐、硫酸盐等，这些金属元素仅能通过酸洗脱除。已研究的酸有硝酸、盐酸、氢氟酸等。采用现有的酸洗法对生物质进行预处理成本较高，强酸(硝酸、盐酸)会引起生物质严重的水解现象，导致生物质品质下降，造成较大的质量损失；并且使用盐酸浸洗会引入氯元素(燃烧过程会与碱金属结合引起设备的腐蚀)，后期需大量的水冲洗脱除，带来大量酸性废水，从而导致非常高的废水处理成本及严重的环境污染。由于存在以上不足，目前酸洗预处理仅限于实验室研究，并未在工业上大规模推广应用。
发明内容
针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种生物质的脱灰方法，在温和条件下，利用CO2与水作用形成酸性环境，利用不溶于水或微溶于水的碳酸盐和硫酸盐在酸中的溶解度高于水中、及有机金属元素只溶于酸这一特性，有效脱除生物质中水不溶的无机及有机类金属，其目的在于解决现有的脱除方法存在的脱除效率低、破坏生物质品质、加重设备腐蚀、成本高、造成严重的环境污染的问题。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种生物质的脱灰方法，包括以下步骤：
(1)将生物质原料进行充分粉碎；
(2)将步骤(1)中得到的生物质粉碎料加入到反应器中，向反应器中持续通入循环水，反应器内生物质粉碎料与水混合的质量比为1：25-100；
(3)以一定的流量向混合液内持续通入CO2气体且使CO2气体在混合液中达到饱和，在10-60℃下充分搅拌浸洗3-12h，并不断排出浸洗废水；
(4)将步骤(3)中CO2处理后的生物质混合液进行过滤，并对过滤得到的生物质样品进行干燥处理。
优选的，上述脱灰方法，其步骤(3)中CO2气体的通入流量为200ml/min。
优选的，上述脱灰方法，其步骤(2)中生物质粉碎料与水混合的质量比为1：50-100。
优选的，上述脱灰方法，其步骤(3)中生物质粉碎料的浸洗时间为6-12h。
优选的，上述脱灰方法，其步骤(3)中采用的CO2气体来自于燃煤/ 生物质电厂排放的废气。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
(1)本发明提供的一种生物质的脱灰方法，不仅可以脱除水溶性的金属无机盐组分，由于CO2与水作用可形成酸性环境，利用不溶于水或微溶于水的碳酸盐和硫酸盐在酸中的溶解度高于水中、及有机金属元素只溶于酸这一特性，有效脱除生物质中水不溶的无机类金属；与强酸浸洗相比， CO2/水洗法未造成生物质原料的水解，不会引入在生物质燃烧过程中释放与其他金属相结合而造成设备腐蚀的元素，对设备也无严格的要求；且碳酸属于弱酸，不会造成原料破坏及设备腐蚀；该法工艺简单、条件温和，整个过程在常压下进行，仪器不需要加压处理，成本较低，灰分脱除效果显著；
(2)本发明提供的一种生物质的脱灰方法，反应过程中持续通入水并不断排出浸洗废水，能够缩短浸洗时间并提高灰分脱除效率；反应过程中持续通入CO2气体，能够抑制生成的碳酸逆向分解为水和CO2，有利于构建稳定的酸性环境，提高灰分脱除效率；
(3)本发明提供的一种生物质的脱灰方法，通入的CO2气体来自于燃煤/生物质电厂排放的CO2废气，将生物质原料的预处理和CO2废气的处理结合在一起，将处理后的生物质用于电厂发电，电厂发电过程中产生的CO2废气作为生物质处理的原材料，降低了操作成本，为CO2气体的捕捉提供了一条有效途径；并且生物质原料中的灰分脱除和CO2废气处理在工艺上实现了循环，整个过程中没有引入有毒试剂且没有产生有害气体，绿色环保。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
首先提供对比例以便于计算采用本实施例提供的脱除方法对生物质原样进行处理后的灰分脱除率。
对比例一
以稻草秸秆为生物质原样，经充分粉碎后在105℃下烘干，采用硝酸和双氧水作为消解剂将样品在220℃下消解保温，通过电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-OES)分别测定所得消解液中的灰分含量，通过计算可得稻草秸秆原样中钾元素含量为16.153mg/g，钠元素含量为0.944mg/g，镁元素含量为3.165mg/g，钙元素含量为5.242mg/g。
对比例二
以花生壳为生物质原样，经充分粉碎后在105℃下烘干，采用硝酸和双氧水作为消解剂将样品在220℃下消解保温，通过ICP-OES分别测定所得消解液中的灰分含量，通过计算可得花生壳原样中钾元素含量为7.190 mg/g，钠元素含量为0.220mg/g，镁元素含量为1.213mg/g，钙元素含量为 3.672mg/g。
对比实验
采用纯水洗涤生物质原样作为对比实验，以便于直观地将纯水洗涤和采用本实施例提供的CO2/水脱除方法对生物质原样进行处理后的灰分含量和脱除率进行对比；对比实验包括以下步骤：
(1)以花生壳为生物质原样，将花生壳进行充分粉碎；
(2)取20g花生壳的粉碎料加入1000ML反应釜中，向反应釜中持续通入循环水(釜内的固液质量比为1：50)；在10℃下搅拌浸洗6h，并不断排出浸洗废水；
(3)将步骤(2)中纯水洗涤后的花生壳混合物进行过滤，对过滤得到的花生壳样品进行干燥处理，干燥温度为105℃。
采用硝酸和双氧水作为消解剂将干燥处理后的花生壳样品在220℃下消解保温，通过ICP-OES测定所得消解液中的灰分含量，通过计算可得：经CO2/水洗后，花生壳中钾元素含量为1.328mg/g，钠元素含量为0.097mg/g，镁元素含量为1.075mg/g，钙元素含量为3.558mg/g；
结合对比例二中花生壳原样中的灰分金属的原始含量进行计算得到灰分金属的脱除率，如表1所示：钾元素的脱除率为81％，钠元素的脱除率为56％，镁元素的脱除率为11％，钙元素的脱除率为3％。
表1 对比实验中灰分金属的脱除率
花生壳 钾 钠 镁 钙
原始含量/mg/g 7.190 0.220 1.213 3.672
处理后含量/mg/g 1.328 0.097 1.075 3.558
脱除率/％ 81 56 11 3
实施例一
本实施例提供的生物质的脱灰方法，包括以下步骤：
(1)以稻草秸秆为生物质原样，将稻草秸秆进行充分粉碎；
(2)取20g稻草秸秆的粉碎料加入1000ML反应釜中，向反应釜中持续通入循环水(釜内的固液质量比为1：50)；该反应釜包括进水口、出水口和进气口，出水口处设有孔径小于粉碎料粒径的过滤网，以防止循环水排出过程中带走稻草秸秆的粉碎料，造成原料损失；
(3)经进气口持续向混合液中通入流量为200ml/min的CO2气体，在 10℃下搅拌浸洗6h，并不断排出浸洗废水；
在常压、温度为10℃的条件下，以200ml/min的流量向混合液中通入 CO2气体可使CO2在水中的溶解度近乎达到饱和，此时混合液中CO2的浓度最高，有利于酸性环境的形成；
(4)将步骤(3)中CO2处理后的稻草秸秆混合物进行过滤，对过滤得到的稻草秸秆样品进行干燥处理，干燥温度为105℃。
在生物质与水的混合物中通入CO2，CO2与水作用形成酸性环境，
生物质中不溶于水的无机钙盐主要包括CaCO3、CaSO4和MgCO3，其中，CaCO3不溶于水，CaSO4和MgCO3微溶于水；它们在酸中的溶解度均高于在水中的溶解度；例如：
CaCO3+2H+＝Ca(HCO3)2
Ca(HCO3)2的溶解度高于CaCO3，因此可起到脱除作用。
由于H2CO3不稳定，易于逆向反应生成H2O和CO2气体，因此本发明采用连续通入CO2气体的方法，从反应动力学角度考虑，提高混合液中 CO2气体的浓度能够抑制生成的碳酸的逆向分解，有利于构建稳定的酸性环境，提高灰分脱除效率；此外，由于浸洗废水中含有一定量的脱除出来的金属盐，不利于后续的水不溶性金属盐的溶解脱除，因此本发明通过持续通入循环水以构建流动性的反应环境，及时排出浸洗废水，能够进一步地缩短浸洗时间并提高灰分脱除效率。
另外，在酸性环境中可通过与氢离子的离子交换置换出与羟基、羧基所结合的有机类金属，从而达到脱除有机类金属的目的。
采用硝酸和双氧水作为消解剂将稻草秸秆样品在220℃下消解保温，通过ICP-OES测定所得消解液中的灰分含量，通过计算可得：经CO2/水洗后，稻草秸秆中钾元素含量为0.649mg/g，钠元素含量为0.054mg/g，镁元素含量为0.921mg/g，钙元素含量为5.080mg/g；
结合对比例一中稻草秸秆原样中的灰分金属的原始含量进行计算得到灰分金属的脱除率，如表2所示：钾元素的脱除率为95％，钠元素的脱除率为94％，镁元素的脱除率为70％，钙元素的脱除率为3％。
表2 实施例一中灰分金属的脱除率
稻草秸秆 钾 钠 镁 钙
原始含量/mg/g 16.153 0.944 3.165 5.242
处理后含量/mg/g 0.649 0.054 0.921 5.080
脱除率/％ 95 94 70 3
基于上述实验测试数据可发现：采用CO2/水洗法对生物质原料进行预处理，钾、钠和镁的脱除效果显著，不仅可以脱除水溶性的无机盐类，利用CO2与水作用形成酸性环境，利用不溶于水或微溶于水的碳酸盐和硫酸盐在酸中的溶解度高于水中这一特性，有效脱除生物质中水不溶的无机类金属；与强酸浸洗相比，CO2/水洗法未造成生物质原料较大程度的水解，不会引入在生物质燃烧过程中释放与其他金属相结合而造成设备腐蚀的元素(如氯)，对设备也无严格的要求；该法工艺简单、条件温和，整个过程在常压下进行，仪器不需要加压处理，成本较低，脱除碱金属和碱土金属效果显著。
实施例二
本实施例提供的生物质的脱灰方法，包括以下步骤：
(1)以花生壳为生物质原样，将花生壳进行充分粉碎；
(2)取20g花生壳的粉碎料加入1000ML反应釜中，向反应釜中持续通入循环水(釜内的固液质量比为1：50)；
(3)持续向混合液中通入流量为200ml/min的CO2气体，在10℃下搅拌浸洗6h，并不断排出浸洗废水；
(4)将步骤(3)中CO2处理后的花生壳样品混合物进行过滤，对过滤得到的花生壳样品进行干燥处理。
采用硝酸和双氧水作为消解剂将样品在220℃下消解保温，通过 ICP-OES测定所得消解液中的灰分含量，通过计算可得经CO2/水洗后花生壳中钾元素含量为0.620mg/g，钠元素含量为0.044mg/g，镁元素含量为 0.700mg/g，钙元素含量为2.690mg/g，
结合对比例二中花生壳原样中的灰分金属的原始含量进行计算得到灰分金属的脱除率，如表3所示：钾元素的脱除率为91％，钠元素的脱除率为79％，镁元素的脱除率为42％，钙元素的脱除率为26％。与对比实验的测试数据相比，采用本实施例提供的脱除方法钾元素、钠元素、镁元素和钙元素的脱除率均有大幅提高。
表3 实施例二中灰分金属的脱除率
花生壳 钾 钠 镁 钙
原始含量/mg/g 7.190 0.220 1.213 3.672
处理后含量/mg/g 0.620 0.044 0.700 2.690
脱除率/％ 91 79 42 26
实施例三
本实施例提供的生物质的脱灰方法，包括以下步骤：
(1)以花生壳为生物质原样，将花生壳进行充分粉碎；
(2)取20g花生壳的粉碎料加入500ML反应釜中，向反应釜中持续通入循环水(釜内的固液质量比为1：25)；该反应釜包括进水口、出水口和进气口，出水口处设有孔径小于粉碎料粒径的过滤网，以防止循环水排出过程中带走稻草秸秆的粉碎料，造成原料损失；
(3)持续向混合液中通入流量为200ml/min的CO2气体，在10℃下搅拌浸洗6h，并不断排出浸洗废水；
(4)将步骤(3)中CO2处理后的花生壳样品混合物进行过滤，对过滤得到的花生壳样品进行干燥处理。
采用硝酸和双氧水作为消解剂将样品在220℃下消解保温，通过 ICP-OES测定所得消解液中的灰分含量，通过计算可得经CO2/水洗后花生壳中钾元素含量为3.201mg/g，钠元素含量为0.111mg/g，镁元素含量为 0.940mg/g，钙元素含量为3.110mg/g，
结合对比例二中花生壳原样中的灰分金属的原始含量进行计算得到灰分金属的脱除率，如表4所示：钾元素的脱除率为55％，钠元素的脱除率为50％，镁元素的脱除率为22％，钙元素的脱除率为15％。与对比实验的测试数据相比，采用本实施例提供的脱除方法镁元素和钙元素的脱除率均有大幅提高。
表4 实施例三中灰分金属的脱除率
花生壳 钾 钠 镁 钙
原始含量/mg/g 7.190 0.220 1.213 3.672
处理后含量/mg/g 3.201 0.111 0.940 3.110
脱除率/％ 55 50 22 15
实施例四
本实施例提供的生物质的脱灰方法，包括以下步骤：
(1)以花生壳为生物质原样，将花生壳进行充分粉碎；
(2)取20g花生壳的粉碎料加入2000ML反应釜中，向反应釜中持续通入循环水(釜内的固液质量比为1：100)；该反应釜包括进水口、出水口和进气口，出水口处设有孔径小于粉碎料粒径的过滤网，以防止循环水排出过程中带走稻草秸秆的粉碎料，造成原料损失；
(3)持续向混合液中通入流量为200ml/min的CO2气体，在10℃下搅拌浸洗6h，并不断排出浸洗废水；
(4)将步骤(3)中CO2处理后的花生壳样品混合物进行过滤，对过滤得到的花生壳样品进行干燥处理。
采用硝酸和双氧水作为消解剂将样品在220℃下消解保温，通过 ICP-OES测定所得消解液中的灰分含量，通过计算可得经CO2/水洗后花生壳中钾元素含量为0.330mg/g，钠元素含量为0.027mg/g，镁元素含量为 0.645mg/g，钙元素含量为2.501mg/g，
结合对比例二中花生壳原样中的灰分金属的原始含量进行计算得到灰分金属的脱除率，如表5所示：钾元素的脱除率为95％，钠元素的脱除率为87％，镁元素的脱除率为46％，钙元素的脱除率为31％。与对比实验的测试数据相比，采用本实施例提供的脱除方法钾元素、钠元素、镁元素和钙元素的脱除率均有大幅提高。
表5 实施例四中灰分金属的脱除率
花生壳 钾 钠 镁 钙
原始含量/mg/g 7.190 0.220 1.213 3.672
处理后含量/mg/g 0.330 0.027 0.645 2.501
脱除率/％ 95 87 46 31
结合实施例二、三和四进行分析，生物质与水混合的质量比对灰分金属的脱除率有较大影响；在浸洗温度、浸洗时间不变时，生物质与水混合的质量比越大越有利于灰分的脱除，因此优选采用生物质与水混合的质量比为1：50-100。
实施例五
本实施例提供的生物质的脱灰方法，包括以下步骤：
(1)以花生壳为生物质原样，将花生壳进行充分粉碎；
(2)取20g花生壳的粉碎料加入1000ML反应釜中，向反应釜中持续通入循环水(釜内的固液质量比为1：50)；
(3)持续向混合液中通入流量为200ml/min的CO2气体，在20℃下搅拌浸洗6h，并不断排出浸洗废水；
(4)将步骤(3)中CO2处理后的花生壳样品混合物进行过滤，对过滤得到的花生壳样品进行干燥处理。
采用硝酸和双氧水作为消解剂将样品在220℃下消解保温，通过 ICP-OES测定所得消解液中的灰分含量，通过计算可得经CO2/水洗后花生壳中钾元素含量为0.601mg/g，钠元素含量为0.040mg/g，镁元素含量为 0.700mg/g，钙元素含量为2.576mg/g；
结合对比例二中花生壳原样中的灰分金属的原始含量进行计算得到灰分金属的脱除率，如表6所示：钾元素的脱除率为92％，钠元素的脱除率为82％，镁元素的脱除率为42％，钙元素的脱除率为29％。与对比实验的测试数据相比，采用本实施例提供的脱除方法钾元素、钠元素、镁元素和钙元素的脱除率均有大幅提高。
表6 实施例五中灰分金属的脱除率
花生壳 钾 钠 镁 钙
原始含量/mg/g 7.190 0.220 1.213 3.672
处理后含量/mg/g 0.601 0.040 0.700 2.576
脱除率/％ 92 82 42 29
实施例六
本实施例提供的生物质的脱灰方法，包括以下步骤：
(1)以花生壳为生物质原样，将花生壳进行充分粉碎；
(2)取20g花生壳的粉碎料加入1000ML反应釜中，向反应釜中持续通入循环水(釜内的固液质量比为1：50)；
(3)持续向混合液中通入流量为200ml/min的CO2气体，在60℃下搅拌浸洗6h，并不断排出浸洗废水；
(4)将步骤(3)中CO2处理后的花生壳样品混合物进行过滤，对过滤得到的花生壳样品进行干燥处理。
采用硝酸和双氧水作为消解剂将样品在220℃下消解保温，通过 ICP-OES测定所得消解液中的灰分含量，通过计算可得经CO2/水洗后花生壳中钾元素含量为0.276mg/g，钠元素含量为0.018mg/g，镁元素含量为 0.504mg/g，钙元素含量为2.190mg/g；
结合对比例二中花生壳原样中的灰分金属的原始含量进行计算得到灰分金属的脱除率，如表7所示：钾元素的脱除率为96％，钠元素的脱除率为91％，镁元素的脱除率为58％，钙元素的脱除率为40％。与对比实验的测试数据相比，采用本实施例提供的脱除方法钾元素、钠元素、镁元素和钙元素的脱除率均有大幅提高。
表7 实施例六中灰分金属的脱除率
花生壳 钾 钠 镁 钙
原始含量/mg/g 7.190 0.220 1.213 3.672
处理后含量/mg/g 0.276 0.018 0.504 2.190
脱除率/％ 96 91 58 40
实施例七
本实施例提供的生物质的脱灰方法，包括以下步骤：
(1)以花生壳为生物质原样，将花生壳进行充分粉碎；
(2)取20g花生壳的粉碎料加入1000ML反应釜中，向反应釜中持续通入循环水(釜内的固液质量比为1：50)；
(3)向混合液中通入流量为200ml/min的CO2气体，在20℃下搅拌浸洗3h，并不断排出浸洗废水；
(4)将步骤(3)中CO2处理后的花生壳样品混合物进行过滤，对过滤得到的花生壳样品进行干燥处理。
采用硝酸和双氧水作为消解剂将样品在200℃下消解保温，通过 ICP-OES测定所得消解液中的灰分含量，通过计算可得经CO2/水洗后花生壳中钾元素含量为1.171mg/g，钠元素含量为0.068mg/g，镁元素含量为 0.841mg/g，钙元素含量为2.837mg/g；与对比实验的测试数据相比，采用本实施例提供的脱除方法钾元素、钠元素、镁元素和钙元素的脱除率均有大幅提高。
表8 实施例七中灰分金属的脱除率
花生壳 钾 钠 镁 钙
原始含量/mg/g 7.190 0.200 1.213 3.672
处理后含量/mg/g 1.171 0.058 0.841 2.837
脱除率/％ 84 71 30 23
结合对比例二中花生壳原样中的灰分金属的原始含量进行计算得到灰分金属的脱除率，如表8所示：钾元素的脱除率为84％，钠元素的脱除率为71％，镁元素的脱除率为30％，钙元素的脱除率为23％。
实施例八
本实施例提供的生物质的脱灰方法，包括以下步骤：
(1)以花生壳为生物质原样，将花生壳进行充分粉碎；
(2)取20g花生壳的粉碎料加入1000ML反应釜中，向反应釜中持续通入循环水(釜内的固液质量比为1：50)；
(3)向混合液中通入流量为200ml/min的CO2气体，在20℃下搅拌浸洗12h，脱除灰分金属；
(4)将步骤(3)中CO2处理后的花生壳样品混合物进行过滤，对过滤得到的花生壳样品进行干燥处理。
采用硝酸和双氧水作为消解剂将样品在200℃下消解保温，通过 ICP-OES测定所得消解液中的灰分含量，通过计算可得经CO2/水洗后花生壳中钾元素含量为0.276mg/g，钠元素含量为0.018mg/g，镁元素含量为 0.504mg/g，钙元素含量为2.190mg/g；
结合对比例二中花生壳原样中的灰分金属的原始含量进行计算得到灰分金属的脱除率，如表9所示：钾元素的脱除率为94％，钠元素的脱除率为89％，镁元素的脱除率为43％，钙元素的脱除率为30％。与对比实验的测试数据相比，采用本实施例提供的脱除方法钾元素、钠元素、镁元素和钙元素的脱除率均有大幅提高。
表9 实施例八中灰分金属的脱除率
花生壳 钾 钠 镁 钙
原始含量/mg/g 7.190 0.200 1.213 3.672
处理后含量/mg/g 0.396 0.022 0.687 2.541
脱除率/％ 94 89 43 30
结合实施例五、七、八进行分析，浸洗时间对灰分金属的脱除率有较大影响；在浸洗温度、固液比不变时，浸洗时间越长越有利于灰分金属的脱除，因此优选采用浸洗时间为6-12h。
上述各实施例中，通入的CO2气体来自于燃煤/生物质电厂排放的CO2废气，将生物质原料的预处理和CO2废气的处理结合在一起，将处理后的生物质用于电厂发电，电厂发电过程中产生的CO2废气作为生物质处理的原材料，降低了操作成本，为CO2气体的捕捉提供了一条有效途径；并且生物质原料中的灰分脱除和CO2废气处理在工艺上实现了循环，整个过程中没有引入有毒试剂且没有产生有害气体，绿色环保。
本发明提供的一种生物质的脱灰方法，不仅可以脱除水溶性的无机金属盐类，利用CO2与水作用形成酸性环境，利用不溶于水或微溶于水的碳酸盐和硫酸盐在酸中的溶解度高于水中这一特性，有效脱除生物质中水不溶的无机类金属；与强酸浸洗相比，CO2/水洗法未造成生物质原料较大程度的水解，不会引入在生物质燃烧过程中释放与其他金属相结合而造成设备腐蚀的元素，对设备也无严格的要求；该法工艺简单、条件温和，整个过程在常压下进行，仪器不需要加压处理，成本较低，灰分脱除效果显著。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种生物质的脱灰方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将生物质原料进行充分粉碎；
(2)将步骤(1)中得到的生物质粉碎料加入到反应器中，向反应器中持续通入循环水，反应器内生物质粉碎料与水混合的质量比为1：25-100；
(3)以一定的流量持续向混合液内通入CO2气体且使CO2气体在混合液中达到饱和，在10-60℃下充分搅拌浸洗3-12h，并不断排出浸洗废水；
(4)将步骤(3)中CO2处理后的生物质混合液进行过滤，并对过滤得到的生物质样品进行干燥处理。
2.如权利要求1所述的脱灰方法，其特征在于，步骤(3)中CO2气体的通入流量为200ml/min。
3.如权利要求1或2所述的脱灰方法，其特征在于，步骤(2)中生物质粉碎料与水混合的质量比为1：50-100。
4.如权利要求1或2所述的脱灰方法，其特征在于，步骤(3)中生物质粉碎料的浸洗时间为6-12h。
5.如权利要求1～4任一项所述的脱灰方法，其特征在于，步骤(3)中采用的CO2气体来自于燃煤/生物质电厂排放的废气。
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