CN110240920A - 一种生物质的配浆方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生物质再利用技术领域,具体涉及一种生物质的配浆方法,本发明提供的方法主要包括原料粉碎、压缩、二次粉碎、配浆等步骤,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,能够使生物质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,颗粒间的孔隙大幅缩小,物料之间结合紧密,驱除大量孔隙中的空气,使之有利于成浆。
Description
技术领域
本发明属于生物质再利用技术领域,具体涉及一种生物质的配浆方法。
背景技术
随着经济技术的发展和人民生活水平的提高,人们对能源的需求量日益增大,能源与环境问题已日益成为国际社会关注的焦点。目前煤炭和石油仍然是全世界最主要的一次能源,随着一次能源的日益减少,开采出的石油和煤炭的品质下降,如何更科学地开发和利用可再生能源是世界各国都在积极思考的问题。
生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体,即一切有生命的可以生长的有机物质通称为生物质。它包括植物、动物和微生物。有代表性的生物质如农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物、树叶、藻类、油渣和动物粪便等。目前,大量的生物质材料被就地焚烧或者随处丢弃,不仅浪费了宝贵的资源且污染环境,还会带来很多危害,如引发火灾、造成大气污染、破坏土壤环境等,对人类赖以生存的生态环境造成严重的影响等。
生物质热裂解技术可以将低品位的生物质能转化为高品质的液体燃料或气体燃料,提高生物质能源的转化利用水平,促进生物质能源的开发和利用,因此,生物质热裂解是目前比较推崇的生物质处理方法。
例如,中国专利文献CN103242871A公开了一种重油-生物质加氢共液化工艺,该工艺通过将经过干燥的生物质预粉碎至40-100目后再与重油混合形成浆料,其中生物质占重油的5-20%,向此浆料中加入催化剂和硫化剂,而后置于浆态床加氢反应器中,进行加氢热裂解反应,反应产物经分馏后得到生物油和焦炭。该工艺通过将重油与秸秆混合进行加氢液化,可使生物质的转化率达到90wt%以上且油相收率在70wt%以上,实现了生物质能源的高效转化。但是,该工艺中首先将生物质进行干燥处理,增加了能耗;其次,粉碎后的生物质与重油直接进行混合,浆料中生物质的含量较低,从而导致加氢装置的利用效率较低;最后,加氢热裂解过程中,直接通入氢气与浆料进行反应,浆料的反应性能差,氢气利用率低,氢耗高。因此,需要提供一种全新的配浆方法,来解决装置的利用率低和装置能耗高的技术难题。
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生物质配浆方法能耗高,固含量低以及反应性能差等缺陷,从而提供一种生物质的配浆方法。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
作为第一方面,本发明提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
原料预处理:收集生物质,粉碎至粒径为0.2-1微米;
压缩:将粉碎后的生物质进行压缩成型;
二次粉碎:将压缩成型后的生物质再次粉碎处理,粉碎至粒径为80-120目,得生物质粉末;
孔隙填充:将生物质粉末与油混合,其中油的用量为生物质粉末质量的40-100%;
配浆:将所得混合物与水混合,其中水的用量为生物质粉末质量的0.1-10%,研磨制浆,得到生物质浆液。
进一步地,所述孔隙填充:将生物质粉末与部分油混合,其中油的用量为生物质粉末质量的10-40%;
配浆:将所得混合物与水混合,其中水的用量占生物质粉末质量的0.1-10%,然后再与剩余的油混合,研磨制浆,得到生物质浆液。
进一步地,还包括在二次粉碎步骤中加入催化剂,具体为:
二次粉碎:将压缩成型后的生物质再次粉碎处理,粉碎至粒径为80-120目,然后与催化剂混合,得生物质粉末。
进一步地,还包括在配浆过程中加入催化剂,具体为:
配浆:先将催化剂与水混合,然后与孔隙填充步骤中所得混合物混合,其中水的用量为生物质粉末质量的0.1-10%,研磨制浆,得到生物质浆液。
进一步地,还包括在配浆过程中加入催化剂,具体为:
配浆:先将催化剂与水混合,其中水的用量占生物质粉末质量的0.1-10%,然后再与上述步骤所得混合物、剩余的油混合,研磨制浆,得到生物质浆液。
进一步地,还包括在孔隙填充过程中加入催化剂,具体为:
孔隙填充:将催化剂与油混合,然后与生物质粉末混合,其中油的用量为生物质质量的40-100%。
进一步地,还包括在孔隙填充过程中加入催化剂,具体为:
孔隙填充:将催化剂与部分油混合,然后与生物质粉末混合,其中部分油的用量为生物质粉末质量的10-40%。
进一步地,还包括在原料预处理步骤中加入催化剂,具体为:
原料预处理:收集生物质,与催化剂混合,粉碎至粒径为0.2-1微米。
进一步地,还包括在压缩步骤中加入催化剂,具体为:
压缩:将粉碎后的生物质与催化剂混合,进行压缩成型。
进一步地,还包括在二次粉碎步骤中加入催化剂,具体为:
二次粉碎:将压缩成型后的生物质与催化剂混合,再次粉碎处理,粉碎至粒径为80-120目,得生物质和催化剂的混合粉末。
进一步地,还包括在配浆步骤中加入催化剂,具体为:
配浆:将孔隙填充步骤所得混合物与催化剂混合,然后再与水混合,其中水的用量为生物质粉末质量的0.1-10%,研磨制浆,得到生物质浆液。
进一步地,还包括在配浆步骤中加入催化剂,具体为:
配浆:将所得混合物与催化剂混合,然后与水混合,其中水的用量占生物质粉末质量的0.1-10%,最后再与剩余的油混合,研磨制浆,得到生物质浆液。
进一步地,还包括在配浆步骤中加入催化剂,具体为:
配浆:将所得混合物与水混合,其中水的用量为生物质粉末质量的0.1-10%,研磨制浆,然后与催化剂混合均匀,得到生物质浆液。
进一步地,还包括在配浆步骤中加入催化剂,具体为:
配浆:将所得混合物与水混合,其中水的用量占生物质粉末质量的0.1-10%倍,然后再与剩余的油混合,研磨制浆,最后与催化剂混合均匀,得到生物质浆液。
进一步地,所述孔隙填充步骤中,生物质粉末与油在1-100托的负压下混合。
所述催化剂的用量为生物质质量的0.1-10%。
进一步地,所述压缩成型后物料的真密度在0.75-1.5kg/m3之间。
进一步地,所述压缩步骤中,压缩压力为0.5-5MPa,压缩温度为30-60℃。
作为第二方面,本发明提供一种生物质和煤的共同配浆方法,包括以下步骤:
生物质预处理:收集生物质,粉碎至粒径为0.2-1微米;
生物质压缩:将粉碎后的生物质进行压缩成型;
生物质二次粉碎:将压缩成型后的生物质再次粉碎处理,粉碎至粒径为80-120目,得生物质粉末;
煤预处理:收集煤,粉碎至粒径为5-15微米;
煤压缩:对粉碎后的煤粉进行压缩成型;
煤二次粉碎:对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
孔隙填充:将生物质粉末先与煤粉混合,然后与油混合,其中油的用量为生物质粉末和煤粉总质量的40-100%;
配浆:将所得混合物与水混合,其中水的用量为生物质粉末和煤粉总质量的0.1-10%,研磨制浆,得到生物质浆液。
进一步地,所述孔隙填充:将生物质粉末先与煤粉混合,然后与部分油混合,其中油的用量为生物质粉末和煤粉总质量的10-40%;
配浆:将所得混合物与水混合,其中水的用量占生物质粉末和煤粉总质量的0.1-10%,然后再与剩余的油混合,研磨制浆,得到生物质浆液。
进一步地,还包括在生物质二次粉碎步骤中加入催化剂,具体为:
生物质二次粉碎:将压缩成型后的生物质再次粉碎处理,粉碎至粒径为80-120目,然后与催化剂混合,得生物质粉末。
进一步地,还包括在煤二次粉碎步骤中加入催化剂,具体为:
煤二次粉碎:对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,与催化剂混合,得煤混合粉末;
孔隙填充:将生物质粉末与油混合,其中油的用量为生物质、煤和催化剂总质量的40-100%,得生物质粉末混合物;
配浆:将煤混合粉末与水混合,其中水的用量为生物质、煤和催化剂总质量的0.1-10%,然后与生物质粉末混合物混合,研磨制浆,得到生物质浆液。
进一步地,所述孔隙填充:将生物质粉末先与部分油混合,其中部分油的用量为生物质、煤和催化剂总质量的10-40%,得生物质粉末混合物;
配浆:将煤混合粉末与水混合,其中水的用量占生物质粉末质量和煤混合粉末总质量的0.1-10%,然后再与生物质粉末混合物、剩余的油混合,研磨制浆,得到生物质浆液。
进一步地,还包括在孔隙填充步骤中加入催化剂,具体为:
孔隙填充:将催化剂与煤粉混合,然后与油混合,其中油的用量为生物质粉末、煤粉和催化剂总质量的40-100%,得煤粉混合物,最后与生物质粉末混合;
配浆:将所得混合物与水混合,其中水的用量为生物质粉末、煤粉和催化剂总质量的0.1-10%,研磨制浆,得到生物质浆液。
进一步地,所述孔隙填充:将催化剂与煤粉混合,然后与部分油混合,其中部分油的用量为生物质粉末、煤粉和催化剂总质量的30-60%,得煤粉混合物,再与生物质粉末混合;
配浆:将所得混合物与水混合,其中水的用量占生物质粉末、煤粉和催化剂总质量的0.1-10%,然后再与剩余的油混合,研磨制浆,得到生物质浆液。
进一步地,还包括在生物质预处理步骤中加入催化剂,具体为:
生物质预处理:收集生物质,与催化剂混合,然后粉碎至粒径为0.2-1微米。
进一步地,还包括在生物质压缩步骤中加入催化剂,具体为:
生物质压缩:将粉碎后的生物质与催化剂共同进行压缩成型。
进一步地,还包括在生物质二次粉碎步骤中加入催化剂,具体为:
生物质二次粉碎:将压缩成型后的生物质与催化剂混合,再次粉碎处理,粉碎至粒径为80-120目,得生物质粉末。
进一步地,还包括在配浆步骤中加入催化剂,具体为:
配浆:将孔隙填充步骤所得混合物先与催化剂混合,再与水混合,其中水的用量为生物质、煤粉和催化剂总质量的0.1-10%,研磨制浆,得到生物质浆液;
或者,将孔隙填充步骤所得混合物先与水混合,其中水的用量为生物质粉末、煤粉和催化剂总质量的0.1-10%,然后再与催化剂混合,研磨制浆,得到生物质浆液。
进一步地,孔隙填充:将生物质粉末先与煤粉混合,然后与部分油混合,其中部分油的用量为生物质、煤粉和催化剂总质量的10-40%;
配浆:将孔隙填充所得混合物先与催化剂混合,再与水混合,其中水的用量占生物质、煤粉和催化剂总质量的0.1-10%,然后再与剩余的油混合,研磨制浆,得到生物质浆液;
或者,将孔隙填充所得混合物先与水混合,再与催化剂混合,其中水的用量占生物质粉末、煤粉和催化剂总质量的0.1-10%,然后再与剩余的油混合,研磨制浆,得到生物质浆液。
进一步地,生物质和煤进行共同预处理,具体为:
原料预处理:分别收集生物质和煤,将生物质粉碎至粒径为0.2-1微米,将煤粉碎至粒径为5-15微米,将粉碎后的生物质、煤和催化剂混合;
或者,收集生物质和煤,将生物质、煤和催化剂混合,粉碎至粒径为5-15微米;
压缩成型:将初粉碎后的原料进行压缩成型;
二次粉碎:将压缩成型后的物料再次粉碎处理,粉碎至粒径为80-120目,得生物质粉末;
孔隙填充:将生物质粉末与油混合,其中油的用量为生物质、煤和催化剂总质量的40-100%;
配浆:将所得混合物与水混合,其中水的用量为生物质、煤和催化剂总质量的0.1-10%,研磨制浆,得到生物质浆液。
进一步地,孔隙填充:将生物质粉末与部分油混合,其中油的用量为生物质、煤和催化剂总质量的 10-40%;
配浆:将所得混合物与水混合,其中水的用量占生物质、煤和催化剂总质量的0.1-10%,然后再与剩余的油混合,研磨制浆,得到生物质浆液。
进一步地,生物质和煤共同进行压缩成型,具体为:
原料预处理:分别收集生物质和煤,将生物质粉碎至粒径为0.2-1微米,将煤粉碎至粒径为5-15微米,将粉碎后的生物质和煤混合;
压缩成型:将初粉碎后的原料进行压缩成型;
二次粉碎:将压缩成型后的物料与催化剂混合,再次粉碎处理,粉碎至粒径为80-120目,得生物质粉末,
或者,将压缩成型后的物料再次粉碎处理,粉碎至粒径为80-120目,然后与催化剂混合,得生物质粉末。
进一步地,生物质和煤共同进行粉碎,具体为:
原料预处理:收集生物质和煤,将生物质和煤混合,并粉碎至粒径为0.2-1微米。
进一步地,所述孔隙填充步骤中在1-100托的负压下混合。
进一步地,所述压缩成型后物料的真密度在0.75-2.0kg/m3之间。
进一步地,所述压缩步骤中,压缩压力为0.5-10MPa,压缩温度为30-70℃。
所述压缩成型为压片成型、压块成型或压条成型。进一步地,可以采用压片机、压块机或压条机进行压缩成型。
进一步地,以生物质粉末与煤粉的总质量计,生物质粉末的质量占95-99wt%,煤粉的含量占1-5wt%;
所述催化剂的用量为生物质和煤总质量的0.1-8%。
进一步地,所述研磨制浆的时间为8-20分钟。
作为第三方面,本发明提供一种生物质中的孔隙先用水进行站位,从而提高浆料固含量的配浆方法。
一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
原料预处理:收集生物质并控制含水率低于20wt%,粉碎至粒径小于100目;
孔隙填充:将生物质粉末与水混合,其中水的用量占生物质粉末质量的20%以下;
制浆:将所得生物质粉末混合物与油性流动介质混合,其中油性流动介质的用量为生物质粉末质量的1-1.6倍,研磨制浆,得到生物质浆液。
进一步地,在孔隙填充步骤之前还包括压缩步骤,具体为:
原料预处理:收集生物质并控制含水率低于20wt%,粉碎至粒径为1-2cm;
压缩:将粉碎后的生物质进行压缩成型;
粉碎:将压缩成型后的生物质再次粉碎处理,粉碎至粒径小于100目,得生物质粉末混合物;
其中,油性流动介质的用量为生物质粉末质量的0.55-1.2倍,优选的为0.7-1倍。
进一步地,还包括在制浆步骤中加入煤粉(无压缩),具体为:
制浆:收集煤,然后粉碎至粒径为1-2cm;将所得生物质粉末混合物,煤粉及油性流动介质混合,其中油性流动介质的用量为生物质粉末与煤粉总质量的0.9-1.3倍,优选的为1-1.2倍,研磨制浆,得到生物质煤粉混合物浆液。
进一步地,还包括在制浆步骤中加入煤粉(压缩成型),具体为:
制浆:收集煤粉,然后粉碎至粒径为1-2cm;将所得生物质粉末混合物,煤粉及油性流动介质混合,其中油性流动介质的用量为生物质粉末与煤粉总质量的0.55-1.15倍,优选的为0.8-1倍,研磨制浆,得到生物质煤粉混合物浆液。
进一步地,所述孔隙充步骤中,先将水加热成水蒸气,然后再与生物质粉末混合。
进一步地,所述孔隙填充步骤中(生物质,无压缩),水的用量占生物质粉末质量的8-16%;
所述研磨制浆的时间为10-20分钟;
所述粉碎步骤为先将秸秆粉碎至粒径为1-2cm,然后再二次粉碎,粉碎至粒径小于100目;
所得浆液的粘度为500-1000mPa·s(50℃)。
进一步地,所述孔隙填充步骤中(生物质,压缩),水的用量占生物质粉末质量的5-20%;
所述压缩成型步骤中,压缩压力为0.5-5MPa,压缩温度为30-60℃;
所述研磨制浆的时间为8-20分钟;
所得浆液的粘度为500-1000mPa·s(50℃)。
进一步地,所述孔隙填充步骤中(生物质和煤,无压缩),水的用量占生物质和煤总质量的8-15%;
以生物质粉末与煤粉的总质量计,生物质的含量为90-99wt%,煤粉的含量为1-10wt%;
所得浆液的粘度为600-1000mPa·s(50℃)。
进一步地,所述孔隙填充步骤中(生物质和煤,压缩),水的用量占生物质粉末和煤总质量的10-15%;
所述压缩成型步骤中,压缩压力为0.5-3MPa,压缩温度为30-60℃;
以生物质粉末与煤粉的总质量计,生物质的含量为90-99wt%,煤粉的含量为1-10wt%;
所述研磨制浆的时间为8-15分钟;
所得浆液的粘度为500-1000mPa·s(50℃)。
本发明的各个方面中所涉及的压缩成型为压片成型、压块成型或压条成型等。进一步地,可以采用压片机、压块机或压条机进行压缩成型。
所涉及的研磨制浆为搅拌制浆,分散制浆,乳化制浆,剪切制浆,均质制浆或胶体磨制浆。研磨制浆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。
所涉及的生物质为农作物秸秆、木屑、油渣、树叶或藻类中的一种或多种。所述农作物秸秆为粮食作物秸秆、油料作物秸秆、棉秆、烟秸秆、麻类秸秆、糖料作物秸秆中的一种或多种,其中粮食作物秸秆包括水稻、小麦、大麦、玉米、大豆、蚕豌豆、薯类秸秆等,油料作物秸秆包括花生、油菜籽、芝麻秸秆等,糖料作物秸秆主要为甘蔗秸秆。所述木屑可以来源于废旧家具、废旧木质建材等,油渣常规的为花生油油渣、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;藻类主要为红藻、绿藻、褐藻等。
所涉及的油或油性流动介质介质为餐厨废弃油、酸败油、废润滑油、废机油、重油、渣油、洗油、蒽油中的一种或多种。
所涉及的煤为长焰煤、气煤、褐煤、肥煤、焦煤、贫煤、瘦煤中的一种或多种
所涉及的粉碎过程为锤片式磨粉碎、球磨粉碎、棒磨粉碎、超微粉碎或气流粉碎。可以采用锤片式磨机、球磨机、棒磨机、超微粉碎机或气流粉碎机等进行粉碎。
具体实施方式
提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明,并不局限于所述最佳实施方式,不对本发明的内容和保护范围构成限制,任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品,均落在本发明的保护范围之内。
实施例中未注明具体实验步骤或条件者,按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
第一组:生物质单独配浆方法
实施例1
本实施例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆,其含水率为10-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为0.5MPa,压缩温度为60℃,压缩至真密度为0.75kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过80目筛,得秸秆粉末;
(4)将100kg的洗油与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合;
(5)将步骤(4)所得秸秆粉末混合物与10kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为8分钟,得到生物质浆料。
实施例2
本实施例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆和花生秸秆,其含水率为8-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为5MPa,压缩温度为30℃,压缩至真密度为1.5kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过120目筛,得秸秆粉末;
(4)将40kg的蒽油与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合;
(5)将步骤(4)所得秸秆粉末混合物与3kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为20分钟,得到生物质浆料。
实施例3
本实施例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将80kg的废润滑油与100kg步骤(3)的秸秆粉末在1托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得秸秆粉末混合物与8kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例4
本实施例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆和棉花秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为4MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.9kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将50kg的酸败油与100kg步骤(3)的秸秆粉末在100托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得秸秆粉末混合物与2kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例5
本实施例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集花生油渣,其含水率为5-15wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的花生油渣采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为1.2kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的花生油渣采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得花生油渣粉末;
(4)将40kg的餐厨废弃油与100kg步骤(3)的花生油渣粉末在30托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得花生油渣粉末混合物与8kg水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为16分钟,得生物质浆料。
实施例6
本实施例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集红藻,其含水率为70-90wt%,风干至其含水率低于20wt%,粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的红藻采用压片机进行压缩成型,压缩压力为3MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.95kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的红藻采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得红藻粉末;
(4)取100kg步骤(3)粉碎后的红藻粉末与10kg的废机油在50托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得的红藻粉末混合物与5kg的水混合,然后与40kg废机油混合,研磨制浆12min,得生物质浆料。
实施例7
本实施例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将30kg的废润滑油与100kg步骤(3)的秸秆粉末在70托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得秸秆粉末混合物与8kg的水混合,然后与50kg的废润滑油混合、采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例8
本实施例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆和棉花秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为4MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.9kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将40kg的酸败油与100kg步骤(3)的秸秆粉末在80托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得秸秆粉末混合物与2kg的水混合,然后与10kg酸败油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例9
本实施例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集花生油渣,其含水率为5-15wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的花生油渣采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为1.2kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的花生油渣采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得花生油渣粉末;
(4)将20kg的餐厨废弃油与100kg步骤(3)的花生油渣粉末在60托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得花生油渣粉末混合物与8kg水混合,然后与20kg餐厨废弃油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为16分钟,得生物质浆料。
对比例1(油溶剂)
本对比例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将88kg的废润滑油与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
对比例2(水溶剂)
本对比例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将88kg的水与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
试验例
将该组方案中实施例1-9的方法与对比例1-2制备的生物质浆料输送至浆态床反应器进行反应,对反应后产物的分布进行对比,产物的测试方法如下:
浆态床反应
将CO与H2的混合气(CO体积占比60%,H2体积占比为40%)加压20.4MPa、加温至500℃后,由浆态床反应器侧壁上的3个注入口注入浆态床反应器内,并与进入其中的所述浆液发生裂解、羰基化、变换和加氢反应,控制反应压力为20MPa、反应温度为410℃,反应时间为110min,所述CO与H2的混合气与所述浆液的体积比为650:1,催化剂选用铁系催化剂,催化剂添加量为固-液物料质量的5%,制得油品。
固体有机质转化率%=(原料中固体有机质的总质量-反应产物中残存的固体有机质质量)/原料中固体有机质的总质量,所述固体有机质转化率中的“固体有机质”均指无水、无灰基(以下同);
固体有机质转化油产率%=固体有机质转化为产物中常温常压下是液相油品的质量/原料中固体有机质总进料质量;
反应生成水率%=(反应产物的水质量-反应起始加入或原料带入的水的总质量)/原料总进料质量。当此值<0时,记为“无”;
氢气消耗率(mol/100g固体有机质)=(加入氢气摩尔数-产物气中氢气摩尔数)/加入固体有机质质量*100%;
一氧化碳消耗率(mol/100g固体有机质)=(加入一氧化碳摩尔数-产物气中一氧化碳摩尔数)/加入固体有机质质量*100%。
相应的测试结果如表1所示:
表1不同配浆方法对后续反应的影响
对本发明实施例1-9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,降低重复性限为20mPa·s。具体测试结果见下表:
表2样品粘度测试结果
从表1和表2可得知:通过在分段配浆及配浆过程中添加一定量的水,可更好地控制原位产氢与秸秆的接触环境,与配浆过程中不添加水相比,本发明转化工艺的反应在催化剂的催化作用下,原料的转化率有所提高,产物中的O元素降低,产物脱氧更充分,同时油收率增加,热值增加,水产率大幅降低 (不超过2%)。还可得知,配浆阶段加入水后,使生物质浆料形成“油包秸秆,水包油”的体系,氢气消耗量降低,CO消耗量增加,这是因为加入水后,系统具有更好的反应性,从外部所需氢气量减少,同时羰基化反应及变换反应需要的CO含量提高。在浆液粘度方面,由于使用了本发明的配浆工艺,秸秆中孔道占用更充分,使得分段配浆工艺中浆液粘度低于一次配浆工艺中的浆液。
第二组:生物质和催化剂共同配浆
实施例1
本实施例提供一种生物质和催化剂的共同配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆,其含水率为10-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为0.5MPa,压缩温度为60℃,压缩至真密度为0.75kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过80目筛,得秸秆粉末,称取 100kg秸秆粉末与2kg催化剂混合,得混合粉末;
(4)将100kg的洗油与步骤(3)所得混合粉末混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与10kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为8分钟,得到生物质浆料。
实施例2
本实施例提供一种生物质和催化剂的共同配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆和花生秸秆,其含水率为8-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为5MPa,压缩温度为30℃,压缩至真密度为1.5kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过120目筛,得秸秆粉末,称取100kg秸秆粉末与10kg催化剂混合,得混合粉末;
(4)将40kg的蒽油与步骤(3)的混合粉末混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与3kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为20分钟,得到生物质浆料。
实施例3
本实施例提供一种生物质和催化剂的共同配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20%wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末,称取100kg秸秆粉末与3kg催化剂混合,得混合粉末;
(4)将80kg的废润滑油与步骤(3)的混合粉末在1托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与8kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例4
本实施例提供一种生物质和催化剂的共同配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆和棉花秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为4MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.9kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末,称取100kg秸秆粉末与5kg催化剂混合,得混合粉末;
(4)将50kg的酸败油与步骤(3)的混合粉末在100托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与2kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例5
本实施例提供一种生物质和催化剂的共同配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集花生油渣,其含水率为5-15wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的花生油渣采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为1.2kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的花生油渣采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得花生油渣粉末,称取100kg花生油渣粉末与8kg催化剂混合,得混合粉末;
(4)将40kg的餐厨废弃油与步骤(3)的混合粉末在30托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与8kg水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为16分钟,得生物质浆料。
实施例6
本实施例提供一种生物质和催化剂的共同配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集红藻,其含水率为70-90wt%,风干至其含水率低于20wt%,粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的红藻采用压片机进行压缩成型,压缩压力为3MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.95kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的红藻采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得红藻粉末,称取100kg红藻粉末与4kg催化剂混合,得混合粉末;
(4)将步骤(3)粉碎后的混合粉末与10kg的废机油在50托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得的混合物与5kg的水混合,然后与40kg废机油混合,研磨制浆12min,得生物质浆料。
实施例7
本实施例提供一种生物质和催化剂的共同配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末,称取100kg秸秆粉末与6kg催化剂混合,得混合粉末;
(4)将40kg的废润滑油与步骤(3)的混合粉末在70托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与8kg的水混合,然后与30kg的废润滑油混合、采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例8
本实施例提供一种生物质和催化剂的共同配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆和棉花秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为4MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.9kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末,称取100kg秸秆粉末与7kg催化剂混合,得混合粉末;
(4)将40kg的酸败油与步骤(3)的混合粉末在80托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与2kg的水混合,然后与10kg酸败油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例9
本实施例提供一种生物质和催化剂的共同配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集花生油渣,其含水率为5-15wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的花生油渣采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为1.2kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的花生油渣采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得花生油渣粉末,称取100kg花生油渣粉末与5kg催化剂混合,得混合粉末;
(4)将20kg的餐厨废弃油与步骤(3)的混合粉末在60托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与8kg水混合,然后与20kg餐厨废弃油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为16分钟,得生物质浆料。
对比例1(油溶剂)
本对比例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将88kg的废润滑油与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
对比例2(水溶剂)
本对比例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将88kg的水与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
试验例
将该组方案中实施例1-9的方法与对比例1-2制备的生物质浆料输送至浆态床反应器进行反应,对反应后产物的分布进行对比,产物的测试方法如下:
浆态床反应
将CO与H2的混合气(CO占比60%和H2占比为40%)加压20.4MPa、加温至500℃后,由浆态床反应器侧壁上的3个注入口注入浆态床反应器内,并与进入其中的所述浆液发生裂解、羰基化、变换和加氢反应,控制反应压力为20MPa、反应温度为410℃,反应时间为110min,所述CO与H2的混合气与所述浆液的体积比为650:1。为了便于说明,本发明实施例和对比例中的催化剂选用铁系催化剂,反应时,对比例1-2中催化剂添加量为生物质粉末质量的3%,制得油品。
固体有机质转化率%=(原料中固体有机质的总质量-反应产物中残存的固体有机质质量)/原料中固体有机质的总质量,所述固体有机质转化率中的“固体有机质”均指无水、无灰基(以下同);
固体有机质转化油产率%=固体有机质转化为产物中常温常压下是液相油品的质量/原料中固体有机质总进料质量;
反应生成水率%=(反应产物的水质量-反应起始加入或原料带入的水的总质量)/原料总进料质量。当此值<0时,记为“无”;
氢气消耗率(mol/100g固体有机质)=(加入氢气摩尔数-产物气中氢气摩尔数)/加入固体有机质质量*100%
一氧化碳消耗率(mol/100g固体有机质)=(加入一氧化碳摩尔数-产物气中一氧化碳摩尔数)/加入固体有机质质量*100%。
相应的测试结果如表3所示:
表3不同配浆方法对后续反应的影响
对本发明实施例1-9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,降低重复性限为20mPa·s。具体测试结果见下表:
表4样品粘度测试结果
从表3和表4可得知:通过在分段配浆及配浆过程中添加一定量的水,可更好地控制原位产氢与秸秆的接触环境,与配浆过程中不添加水相比,本发明转化工艺的反应在催化剂的催化作用下,原料的转化率有所提高,产物中的O元素降低,产物脱氧更充分,同时油收率增加,热值增加,水产率大幅降低 (不超过2%)。还可得知,配浆阶段加入水后,使生物质浆料形成“油包秸秆,水包油”的体系,氢气消耗量降低,CO消耗量增加,这是因为加入水后,系统具有更好的反应性,从外部所需氢气量减少,同时羰基化反应及变换反应需要的CO含量提高。在浆液粘度方面,由于使用了本发明的配浆工艺,秸秆中孔道占用更充分,使得分段配浆工艺中浆液粘度低于一次配浆工艺中的浆液。
该组方案中将催化剂与生物质共同配浆,能够使催化剂在浆料中分散更均匀,能进一步促进生物质浆料的充分反应。
第三组:催化剂与水预混
实施例1
本实施例提供一种催化剂与水预混的生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆,其含水率为10-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为0.5MPa,压缩温度为60℃,压缩至真密度为0.75kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过80目筛,得秸秆粉末;
(4)将100kg的洗油与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合;
(5)先将2kg催化剂与3kg的水混合,再与步骤(4)所得秸秆粉末混合物混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为8分钟,得到生物质浆料。
实施例2
本实施例提供一种催化剂与水预混的生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆和花生秸秆,其含水率为8-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为5MPa,压缩温度为30℃,压缩至真密度为1.5kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过120目筛,得秸秆粉末;
(4)将40kg的蒽油与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合;
(5)先将10kg催化剂与10kg的水混合,再与步骤(4)所得秸秆粉末混合物混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为20分钟,得到生物质浆料。
实施例3
本实施例提供一种催化剂与水预混的生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将80kg的废润滑油与100kg步骤(3)的秸秆粉末在1托的负压下混合;
(5)先将3kg催化剂与8kg水混合,再与步骤(4)所得秸秆粉末混合物混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例4
本实施例提供一种催化剂与水预混的生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆和棉花秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为4MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.9kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将50kg的酸败油与100kg步骤(3)的秸秆粉末在100托的负压下混合;
(5)先将1kg催化剂与2kg水混合,再与步骤(4)所得秸秆粉末混合物混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例5
本实施例提供一种催化剂与水预混的生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集花生油渣,其含水率为5-15wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的花生油渣采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为1.2kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的花生油渣采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得花生油渣粉末;
(4)将40kg的餐厨废弃油与100kg步骤(3)的花生油渣粉末在30托的负压下混合;
(5)先将5kg催化剂与8kg水混合,再与步骤(4)所得花生油渣粉末混合物混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为16分钟,得生物质浆料。
实施例6
本实施例提供一种催化剂与水预混的生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集红藻,风干至其含水率低于20wt%,粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的红藻采用压片机进行压缩成型,压缩压力为3MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.95kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的红藻采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得红藻粉末;
(4)取100kg步骤(3)粉碎后的红藻粉末与10kg的废机油在50托的负压下混合;
(5)先将6kg催化剂与5kg水混合,再与步骤(4)所得的红藻粉末混合物混合,最后与40kg废机油混合,研磨制浆12min,得生物质浆料。
实施例7
本实施例提供一种催化剂与水预混的生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将30kg的废润滑油与100kg步骤(3)的秸秆粉末在70托的负压下混合;
(5)先将7kg催化剂与8kg水混合,再与步骤(4)所得秸秆粉末混合物混合,然后与50kg的废润滑油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例8
本实施例提供一种催化剂与水预混的生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆和棉花秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为4MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.9kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将40kg的酸败油与100kg步骤(3)的秸秆粉末在80托的负压下混合;
(5)先将2kg催化剂与2kg水混合,再与步骤(4)所得秸秆粉末混合物混合,最后与10kg酸败油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例9
本实施例提供一种催化剂与水预混的生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集花生油渣,其含水率为5-15wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的花生油渣采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为1.2kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的花生油渣采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得花生油渣粉末;
(4)将20kg的餐厨废弃油与100kg步骤(3)的花生油渣粉末在60托的负压下混合;
(5)先将5kg催化剂与8kg水混合,再与步骤(4)所得花生油渣粉末混合物混合,然后与20kg餐厨废弃油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为16分钟,得生物质浆料。
对比例1(油溶剂)
本对比例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将88kg的废润滑油与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
对比例2(水溶剂)
本对比例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将88kg的水与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
试验例
将该组方案中实施例1-9的方法与对比例1-2制备的生物质浆料输送至浆态床反应器进行反应,对反应后产物的分布进行对比,产物的测试方法同第二组实施例,相应的测试结果如下表所示:
表5不同配浆方法对后续反应的影响
对该组方案中实施例1-9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,降低重复性限为20mPa·s。具体测试结果见下表:
表6样品粘度测试结果
从表5和表6可得知:通过在分段配浆及配浆过程中添加一定量的水,可更好地控制原位产氢与秸秆的接触环境,与配浆过程中不添加水相比,本发明转化工艺的反应在催化剂的催化作用下,原料的转化率有所提高,产物中的O元素降低,产物脱氧更充分,同时油收率增加,热值增加,水产率大幅降低 (不超过2%)。还可得知,配浆阶段加入水后,使生物质浆料形成“油包秸秆,水包油”的体系,氢气消耗量降低,CO消耗量增加,这是因为加入水后,系统具有更好的反应性,从外部所需氢气量减少,同时羰基化反应及变换反应需要的CO含量提高。在浆液粘度方面,由于使用了本发明的配浆工艺,秸秆中孔道占用更充分,使得分段配浆工艺中浆液粘度低于一次配浆工艺中的浆液。
该组方案中,催化剂与水预混,然后再与生物质粉末与油的混合物混合,利于催化剂的分散,进一步提高生物质浆料的反应性能。
第四组:催化剂与油预混
实施例1
本实施例提供一种催化剂与油预混的生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆,其含水率为10-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为0.5MPa,压缩温度为60℃,压缩至真密度为0.75kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过80目筛,得秸秆粉末;
(4)将2kg的催化剂与100kg的洗油混合,然后再与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合;
(5)将步骤(4)所得秸秆粉末混合物与10kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为8分钟,得到生物质浆料。
实施例2
本实施例提供一种催化剂与油预混的生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆和花生秸秆,其含水率为8-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为5MPa,压缩温度为30℃,压缩至真密度为1.5kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过120目筛,得秸秆粉末;
(4)将10kg的催化剂与40kg的蒽油混合,然后再与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合;
(5)将步骤(4)所得秸秆粉末混合物与3kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为20分钟,得到生物质浆料。
实施例3
本实施例提供一种催化剂与油预混的生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将5kg催化剂与80kg的废润滑油混合,然后再与100kg步骤(3)的秸秆粉末在1托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得秸秆粉末混合物与8kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例4
本实施例提供一种催化剂与油预混的生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆和棉花秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为4MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.9kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将3kg的催化剂与50kg的酸败油混合,然后与100kg步骤(3)的秸秆粉末在100托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得秸秆粉末混合物与2kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例5
本实施例提供一种催化剂与油预混的生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集花生油渣,其含水率为5-15wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的花生油渣采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为1.2kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的花生油渣采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得花生油渣粉末;
(4)将6kg催化剂与40kg的餐厨废弃油混合,然后再与100kg步骤(3)的花生油渣粉末在30托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得花生油渣粉末混合物与8kg水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为16分钟,得生物质浆料。
实施例6
本实施例提供一种催化剂与油预混的生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集红藻,风干至其含水率低于20wt%,粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的红藻采用压片机进行压缩成型,压缩压力为3MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.95kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的红藻采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得红藻粉末;
(4)将3kg催化剂与10kg的废机油混合,然后与100kg步骤(3)粉碎后的红藻粉末在50托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得的红藻粉末混合物与5kg的水混合,然后与40kg废机油混合混合,研磨制浆 12min,得生物质浆料。
实施例7
本实施例提供一种催化剂与油预混的生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将6kg催化剂与30kg的废润滑油混合,然后与100kg步骤(3)的秸秆粉末在70托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得秸秆粉末混合物与8kg的水混合,然后与50kg的废润滑油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例8
本实施例提供一种催化剂与油预混的生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆和棉花秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为4MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.9kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将9kg催化剂与40kg的酸败油混合,然后与100kg步骤(3)的秸秆粉末在80托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得秸秆粉末混合物与2kg的水混合,然后与10kg酸败油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例9
本实施例提供一种催化剂与油预混的生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集花生油渣,其含水率为5-15wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的花生油渣采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为1.2kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的花生油渣采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得花生油渣粉末;
(4)将7kg催化剂与20kg的餐厨废弃油混合,然后与100kg步骤(3)的花生油渣粉末在60托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得花生油渣粉末混合物与8kg水混合,然后与20kg餐厨废弃油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为16分钟,得生物质浆料。
对比例1(油溶剂)
本对比例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将88kg的废润滑油与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
对比例2(水溶剂)
本对比例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将88kg的水与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
试验例
将该组方案中实施例1-9的方法与对比例1-2制备的生物质浆料输送至浆态床反应器进行反应,对反应后产物的分布进行对比,产物的测试方法同第二组实施例,相应的测试结果如下表所示:
表7不同配浆方法对后续反应的影响
对该组方案中实施例1-9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,降低重复性限为20mPa·s。具体测试结果见下表:
表8样品粘度测试结果
从表7和表8可得知:通过在分段配浆及配浆过程中添加一定量的水,可更好地控制原位产氢与秸秆的接触环境,与配浆过程中不添加水相比,本发明转化工艺的反应在催化剂的催化作用下,原料的转化率有所提高,产物中的O元素降低,产物脱氧更充分,同时油收率增加,热值增加,水产率大幅降低 (不超过2%)。还可得知,配浆阶段加入水后,使生物质浆料形成“油包秸秆,水包油”的体系,氢气消耗量降低,CO消耗量增加,这是因为加入水后,系统具有更好的反应性,从外部所需氢气量减少,同时羰基化反应及变换反应需要的CO含量提高。在浆液粘度方面,由于使用了本发明的配浆工艺,秸秆中孔道占用更充分,使得分段配浆工艺中浆液粘度低于一次配浆工艺中的浆液。
该组方案中,催化剂与油预混,然后再与生物质粉末、水混合,利于催化剂在生物质粉末中的分散,进一步提高生物质浆料的反应性能。
第五组:生物质和催化剂共同粉碎
实施例1
本实施例提供一种生物质和催化剂共同粉碎的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆100kg,其含水率为10-20wt%,与2kg催化剂混合,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的物料采用压条机进行压缩成型,压缩压力为0.5MPa,压缩温度为60℃,压缩至真密度为0.75kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的混合物料采用气流粉碎机再次粉碎处理,过80目筛,得秸秆和催化剂的混合粉末;
(4)将100kg的洗油与步骤(3)的秸秆和催化剂的混合粉末混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与10kg的水混合、采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为8分钟,得到生物质浆料。
实施例2
本实施例提供一种生物质和催化剂共同粉碎的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆和花生秸秆100kg,其含水率为8-20wt%,与10kg催化剂混合,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的物料采用压条机进行压缩成型,压缩压力为5MPa,压缩温度为30℃,压缩至真密度为1.5kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的混合物料采用气流粉碎机再次粉碎处理,过120目筛,得秸秆和催化剂的混合粉末;
(4)将40kg的蒽油与步骤(3)的秸秆和催化剂的粉末混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与3kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为20分钟,得到生物质浆料。
实施例3
本实施例提供一种生物质和催化剂共同粉碎的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆100kg,其含水率为5-20wt%,与3kg催化剂混合,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的物料采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的混合物料采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆和催化剂的混合粉末;
(4)将80kg的废润滑油与步骤(3)的混合粉末在1托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与8kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例4
本实施例提供一种生物质和催化剂共同粉碎的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆和棉花秸秆100kg,其含水率为5-20wt%,与5kg催化剂混合,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的物料采用压条机进行压缩成型,压缩压力为4MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.9kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的混合物料采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆和催化剂的混合粉末;
(4)将50kg的酸败油与步骤(3)的混合粉末在100托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与2kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例5
本实施例提供一种生物质和催化剂共同粉碎的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集花生油渣100kg,其含水率为5-15wt%,与8kg催化剂混合,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的花生油渣和催化剂的混合物料采用压条机进行压缩成型,压缩压力为 2.5MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为1.2kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的物料采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得花生油渣和催化剂的混合粉末;
(4)将40kg的餐厨废弃油与步骤(3)的混合粉末在30托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与8kg水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为16分钟,得生物质浆料。
实施例6
本实施例提供一种生物质和催化剂共同粉碎的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集红藻100kg,其含水率为70-90wt%,风干至其含水率低于20wt%,与4kg催化剂混合,粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的物料采用压片机进行压缩成型,压缩压力为3MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.95kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的混合物料采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得红藻和催化剂的混合粉末;
(4)将步骤(3)粉碎后的混合粉末与10kg的废机油在50托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得的混合物先与5kg的水混合,然后再与40kg废机油混合,研磨制浆12min,得生物质浆料。
实施例7
本实施例提供一种生物质和催化剂共同粉碎的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆100kg,其含水率为5-20wt%,与6kg催化剂混合,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的物料采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的混合物料采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆和催化剂的混合粉末;
(4)将30kg的废润滑油与步骤(3)的混合粉末在70托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物先与8kg的水混合,然后再与50kg的废润滑油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例8
本实施例提供一种生物质和催化剂共同粉碎的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆和棉花秸,100kg,其含水率为5-20wt%,与7kg催化剂混合,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的物料采用压条机进行压缩成型,压缩压力为4MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.9kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的混合物料采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆和催化剂的混合粉末;
(4)将40kg的酸败油与步骤(3)的混合粉末在80托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物先与2kg的水混合,然后再与10kg酸败油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例9
本实施例提供一种生物质和催化剂共同粉碎的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集花生油渣100kg,其含水率为5-15wt%,与5kg催化剂混合,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的物料采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为1.2kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的混合物料采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得花生油渣和催化剂的混合粉末;
(4)将20kg的餐厨废弃油与步骤(3)的混合粉末在60托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物先与8kg水混合,然后再与20kg餐厨废弃油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为16分钟,得生物质浆料。
对比例1(油溶剂)
本对比例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将88kg的废润滑油与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
对比例2(水溶剂)
本对比例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将88kg的水与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
试验例
将本组方案的实施例1-9的方法与对比例1-2制备的生物质浆料输送至浆态床反应器进行反应,对反应后产物的分布进行对比,产物的测试方法如第二组实施例,相应的测试结果如下表所示:
表9不同配浆方法对后续反应的影响
对本组实施例1-9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,降低重复性限为20mPa·s。具体测试结果见下表:
表10样品粘度测试结果
从表9和表10可得知:通过在分段配浆及配浆过程中添加一定量的水,可更好地控制原位产氢与秸秆的接触环境,与配浆过程中不添加水相比,本发明转化工艺的反应在催化剂的催化作用下,原料的转化率有所提高,产物中的O元素降低,产物脱氧更充分,同时油收率增加,热值增加,水产率大幅降低 (不超过2%)。还可得知,配浆阶段加入水后,使生物质浆料形成“油包秸秆,水包油”的体系,氢气消耗量降低,CO消耗量增加,这是因为加入水后,系统具有更好的反应性,从外部所需氢气量减少,同时羰基化反应及变换反应需要的CO含量提高。在浆液粘度方面,由于使用了本发明的配浆工艺,秸秆中孔道占用更充分,使得分段配浆工艺中浆液粘度低于一次配浆工艺中的浆液。
本组实施例中,将催化剂与生物质进行共同粉碎,催化剂能够起到研磨介质的作用,提高粉碎的效率。
第六组:生物质和催化剂共同压缩
实施例1
本实施例提供一种生物质和催化剂共同压缩的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆100kg,其含水率为10-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆与2kg催化剂混合,采用压条机进行压缩成型,压缩压力为0.5MPa,压缩温度为60℃,压缩至真密度为0.75kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的物料采用气流粉碎机再次粉碎处理,过80目筛,得秸秆和催化剂的混合粉末;
(4)将100kg的洗油与步骤(3)的秸秆和催化剂的混合粉末混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与10kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为8分钟,得到生物质浆料。
实施例2
本实施例提供一种生物质和催化剂共同压缩的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆和花生秸秆100kg,其含水率为8-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1 微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆与10kg催化剂混合,采用压条机进行压缩成型,压缩压力为5MPa,压缩温度为30℃,压缩至真密度为1.5kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的物料采用气流粉碎机再次粉碎处理,过120目筛,得秸秆和催化剂的混合粉末;
(4)将40kg的蒽油与步骤(3)的秸秆和催化剂混合粉末混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与3kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为20分钟,得到生物质浆料。
实施例3
本实施例提供一种生物质和催化剂共同压缩的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆100kg,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆与3kg催化剂混合,采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的物料采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆和催化剂的混合粉末;
(4)将80kg的废润滑油与步骤(3)的混合粉末在1托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与8kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例4
本实施例提供一种生物质和催化剂共同压缩的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆和棉花秸秆100kg,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1 微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆与5kg催化剂混合,采用压条机进行压缩成型,压缩压力为4MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.9kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的物料采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆和催化剂的混合粉末;
(4)将50kg的酸败油与步骤(3)的混合粉末在100托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与2kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例5
本实施例提供一种生物质和催化剂共同压缩的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集花生油渣100kg,其含水率为5-15wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的花生油渣与8kg催化剂混合,采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为1.2kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的物料采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得花生油渣和催化剂的混合粉末;
(4)将40kg的餐厨废弃油与步骤(3)的混合粉末在30托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与8kg水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为16分钟,得生物质浆料。
实施例6
本实施例提供一种生物质和催化剂共同压缩的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集红藻100kg,其含水率为70-90wt%,风干至其含水率低于20wt%,粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的红藻与4kg催化剂混合,采用压片机进行压缩成型,压缩压力为3MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.95kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的物料采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得红藻和催化剂的混合粉末;
(4)将步骤(3)粉碎后的混合粉末与10kg的废机油在50托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得的混合物先与5kg的水混合,然后再与40kg废机油混合,研磨制浆12min,得生物质浆料。
实施例7
本实施例提供一种生物质和催化剂共同压缩的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆100kg,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆与6kg催化剂混合,采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的物料采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆和催化剂的混合粉末;
(4)将30kg的废润滑油与步骤(3)的混合粉末在70托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物先与8kg的水混合,然后再与50kg的废润滑油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例8
本实施例提供一种生物质和催化剂共同压缩的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆和棉花秸秆100kg,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1 微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆与7kg催化剂混合,采用压条机进行压缩成型,压缩压力为4MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.9kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的物料采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆和催化剂的混合粉末;
(4)将40kg的酸败油与步骤(3)的混合粉末在80托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物先与2kg的水混合,然后再与10kg酸败油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例9
本实施例提供一种生物质和催化剂共同压缩的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集花生油渣100kg,其含水率为5-15wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的花生油渣与5kg催化剂混合,采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为1.2kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的物料采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得花生油渣和催化剂的混合粉末;
(4)将20kg的餐厨废弃油与步骤(3)的混合粉末在60托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物先与8kg水混合,然后再与20kg餐厨废弃油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为16分钟,得生物质浆料。
对比例1(油溶剂)
本对比例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将88kg的废润滑油与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
对比例2(水溶剂)
本对比例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将88kg的水与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
试验例
对本组的实施例1-9的方法与对比例1-2制备的生物质浆料输送至浆态床反应器进行反应,对反应后产物的分布进行对比,产物的测试方法如第二组实施例,相应的测试结果如表11所示:
表11不同配浆方法对后续反应的影响
对本组实施例1-9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,降低重复性限为20mPa·s。具体测试结果见下表:
表12样品粘度测试结果
从表11和表12可得知:通过在分段配浆及配浆过程中添加一定量的水,可更好地控制原位产氢与秸秆的接触环境,与配浆过程中不添加水相比,本发明转化工艺的反应在催化剂的催化作用下,原料的转化率有所提高,产物中的O元素降低,产物脱氧更充分,同时油收率增加,热值增加,水产率大幅降低(不超过2%)。还可得知,配浆阶段加入水后,使生物质浆料形成“油包秸秆,水包油”的体系,氢气消耗量降低,CO消耗量增加,这是因为加入水后,系统具有更好的反应性,从外部所需氢气量减少,同时羰基化反应及变换反应需要的CO含量提高。在浆液粘度方面,由于使用了本发明的配浆工艺,秸秆中孔道占用更充分,使得分段配浆工艺中浆液粘度低于一次配浆工艺中的浆液。
第七组,生物质和催化剂共同二次粉碎
实施例1
本实施例提供一种生物质和催化剂共同二次粉碎的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆100kg,其含水率为10-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为0.5MPa,压缩温度为60℃,压缩至真密度为0.75kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆与2kg催化剂混合,采用气流粉碎机再次粉碎处理,过80目筛,得秸秆和催化剂的混合粉末;
(4)将100kg的洗油与步骤(3)的秸秆和催化剂的混合粉末混合;
(5)将步骤(4)所得混合粉末混合物与10kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为8分钟,得到生物质浆料。
实施例2
本实施例提供一种生物质和催化剂共同二次粉碎的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆和花生秸秆100kg,其含水率为8-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1 微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为5MPa,压缩温度为30℃,压缩至真密度为1.5kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆与10kg催化剂混合,采用气流粉碎机再次粉碎处理,过120目筛,得秸秆和催化剂的混合粉末;
(4)将40kg的蒽油与步骤(3)的秸秆和催化剂的混合粉末混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与3kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为20分钟,得到生物质浆料。
实施例3
本实施例提供一种生物质和催化剂共同二次粉碎的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆100kg,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆与3kg催化剂混合,采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆和催化剂的混合粉末;
(4)将80kg的废润滑油与步骤(3)的混合粉末在1托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与8kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例4
本实施例提供一种生物质和催化剂共同二次粉碎的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆和棉花秸秆100kg,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1 微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为4MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.9kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆与5kg催化剂混合,采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆和催化剂的混合粉末;
(4)将50kg的酸败油与步骤(3)的混合粉末在100托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与2kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例5
本实施例提供一种生物质和催化剂共同二次粉碎的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集花生油渣100kg,其含水率为5-15wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的花生油渣采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为1.2kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的花生油渣与8kg催化剂混合,采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100 目筛,得花生油渣和催化剂的混合粉末;
(4)将40kg的餐厨废弃油与步骤(3)的混合粉末在30托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与8kg水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为16分钟,得生物质浆料。
实施例6
本实施例提供一种生物质和催化剂共同二次粉碎的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集红藻100kg,其含水率为70-90wt%,风干至其含水率低于20wt%,粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的红藻采用压片机进行压缩成型,压缩压力为3MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.95kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的红藻与4kg催化剂混合,采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得红藻和催化剂的混合粉末;
(4)将步骤(3)粉碎后的混合粉末与10kg的废机油在50托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得的混合物先与5kg的水混合,再与40kg废机油混合,研磨制浆12min,得生物质浆料。
实施例7
本实施例提供一种生物质和催化剂共同二次粉碎的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆100kg,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆与6kg催化剂混合采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆和催化剂的混合粉末;
(4)将30kg的废润滑油与步骤(3)的混合粉末在70托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物先与8kg的水混合,再与50kg的废润滑油混合、采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例8
本实施例提供一种生物质和催化剂共同二次粉碎的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆和棉花秸秆100kg,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1 微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为4MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.9kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆与7kg催化剂混合,采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆和催化剂的混合粉末;
(4)将40kg的酸败油与步骤(3)的混合粉末在80托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物先与2kg的水混合,再与10kg酸败油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例9
本实施例提供一种生物质和催化剂共同二次粉碎的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集花生油渣100kg,其含水率为5-15wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的花生油渣采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为1.2kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的物料与5kg催化剂混合,采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得花生油渣和催化剂的混合粉末;
(4)将20kg的餐厨废弃油与步骤(3)的混合粉末在60托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物先与8kg水混合,再与20kg餐厨废弃油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为16分钟,得生物质浆料。
对比例1(油溶剂)
本对比例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将88kg的废润滑油与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
对比例2(水溶剂)
本对比例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将88kg的水与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
试验例
对采用本组的实施例1-9的方法与对比例1-2制备的生物质浆料输送至浆态床反应器进行反应,对反应后产物的分布进行对比,产物的测试方法如第二组实施例,相应的测试结果如表13所示:
表13不同配浆方法对后续反应的影响
对本组实施例1-9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,降低重复性限为20mPa·s。具体测试结果见下表:
表14样品粘度测试结果
从表13和表14可得知:通过在分段配浆及配浆过程中添加一定量的水,可更好地控制原位产氢与秸秆的接触环境,与配浆过程中不添加水相比,本发明转化工艺的反应在催化剂的催化作用下,原料的转化率有所提高,产物中的O元素降低,产物脱氧更充分,同时油收率增加,热值增加,水产率大幅降低(不超过2%)。还可得知,配浆阶段加入水后,使生物质浆料形成“油包秸秆,水包油”的体系,氢气消耗量降低,CO消耗量增加,这是因为加入水后,系统具有更好的反应性,从外部所需氢气量减少,同时羰基化反应及变换反应需要的CO含量提高。在浆液粘度方面,由于使用了本发明的配浆工艺,秸秆中孔道占用更充分,使得分段配浆工艺中浆液粘度低于一次配浆工艺中的浆液。
第八组,研磨过程中加入催化剂
实施例1
本实施例提供一种研磨过程中加入催化剂的生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆,其含水率为10-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为0.5MPa,压缩温度为60℃,压缩至真密度为0.75kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过80目筛,得秸秆粉末;
(4)将100kg的洗油与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合;
(5)将步骤(4)所得秸秆粉末混合物先与2kg的催化剂混合,然后与10kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为8分钟,得到生物质浆料。
实施例2
本实施例提供一种研磨过程中加入催化剂的生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆和花生秸秆,其含水率为8-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为5MPa,压缩温度为30℃,压缩至真密度为1.5kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过120目筛,得秸秆粉末;
(4)将40kg的蒽油与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合;
(5)将步骤(4)所得秸秆粉末混合物先与10kg催化剂混合,然后与3kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为20分钟,得到生物质浆料。
实施例3
本实施例提供一种研磨过程中加入催化剂的生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将80kg的废润滑油与100kg步骤(3)的秸秆粉末在1托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得秸秆粉末混合物先与3kg催化剂混合,然后与8kg的水混合、采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例4
本实施例提供一种研磨过程中加入催化剂的生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆和棉花秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为4MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.9kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将50kg的酸败油与100kg步骤(3)的秸秆粉末在100托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得秸秆粉末混合物先与5kg催化剂混合,然后与2kg的水混合、采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例5
本实施例提供一种研磨过程中加入催化剂的生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集花生油渣,其含水率为5-15wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的花生油渣采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为1.2kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的花生油渣采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得花生油渣粉末;
(4)将40kg的餐厨废弃油与100kg步骤(3)的花生油渣粉末在30托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得花生油渣粉末混合物先与8kg催化剂混合,然后与8kg水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为16分钟,得生物质浆料。
实施例6
本实施例提供一种研磨过程中加入催化剂的生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集红藻,其含水率为70-90wt%,风干至其含水率低于20wt%,粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的红藻采用压片机进行压缩成型,压缩压力为3MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.95kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的红藻采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得红藻粉末;
(4)取100kg步骤(3)粉碎后的红藻粉末与10kg的废机油在50托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得的红藻粉末混合物先与4kg催化剂混合,然后与5kg的水混合,最后与40kg 废机油混合,研磨制浆12min,得生物质浆料。
实施例7
本实施例提供一种研磨过程中加入催化剂的生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将30kg的废润滑油与100kg步骤(3)的秸秆粉末在70托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得秸秆粉末混合物与6kg催化剂混合,然后与8kg的水混合,最后与50kg的废润滑油混合、采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例8
本实施例提供一种研磨过程中加入催化剂的生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆和棉花秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为4MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.9kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将40kg的酸败油与100kg步骤(3)的秸秆粉末在80托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得秸秆粉末混合物与7kg催化剂混合,然后与2kg的水混合,最后与10kg酸败油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例9
本实施例提供一种研磨过程中加入催化剂的生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集花生油渣,其含水率为5-15wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的花生油渣采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为1.2kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的花生油渣采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得花生油渣粉末;
(4)将20kg的餐厨废弃油与100kg步骤(3)的花生油渣粉末在60托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得花生油渣粉末混合物与5kg催化剂混合,然后与8kg水混合,最后与20kg餐厨废弃油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为16分钟,得生物质浆料。
对比例1(油溶剂)
本对比例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将88kg的废润滑油与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
对比例2(水溶剂)
本对比例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将88kg的水与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
试验例
对采用本发明的实施例1-9的方法与对比例1-2制备的生物质浆料输送至浆态床反应器进行反应,对反应后产物的分布进行对比,产物的测试方法如第二组实施例,相应的测试结果如表15所示:
表15不同配浆方法对后续反应的影响
对本组实施例1-9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,降低重复性限为20mPa·s。具体测试结果见下表:
表16样品粘度测试结果
从表15和表16可得知:通过在分段配浆及配浆过程中添加一定量的水,可更好地控制原位产氢与秸秆的接触环境,与配浆过程中不添加水相比,本发明转化工艺的反应在催化剂的催化作用下,原料的转化率有所提高,产物中的O元素降低,产物脱氧更充分,同时油收率增加,热值增加,水产率大幅降低(不超过2%)。还可得知,配浆阶段加入水后,使生物质浆料形成“油包秸秆,水包油”的体系,氢气消耗量降低,CO消耗量增加,这是因为加入水后,系统具有更好的反应性,从外部所需氢气量减少,同时羰基化反应及变换反应需要的CO含量提高。在浆液粘度方面,由于使用了本发明的配浆工艺,秸秆中孔道占用更充分,使得分段配浆工艺中浆液粘度低于一次配浆工艺中的浆液。
第九组
实施例1
本实施例提供一种含催化剂的生物质浆料的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆,其含水率为10-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为0.5MPa,压缩温度为60℃,压缩至真密度为0.75kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过80目筛,得秸秆粉末;
(4)将100kg的洗油与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合;
(5)将步骤(4)所得秸秆粉末混合物与10kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为8分钟,然后与2kg催化剂混合均匀,得到生物质浆料。
实施例2
本实施例提供一种含催化剂的生物质浆料的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆和花生秸秆,其含水率为8-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为5MPa,压缩温度为30℃,压缩至真密度为1.5kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过120目筛,得秸秆粉末;
(4)将40kg的蒽油与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合;
(5)将步骤(4)所得秸秆粉末混合物与3kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为20分钟,然后与10kg的催化剂混合均匀,得到生物质浆料。
实施例3
本实施例提供一种含催化剂的生物质浆料的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将80kg的废润滑油与100kg步骤(3)的秸秆粉末在1托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得秸秆粉末混合物与8kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,然后与3kg催化剂混合均匀,得到生物质浆料。
实施例4
本实施例提供一种含催化剂的生物质浆料的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆和棉花秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为4MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.9kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将50kg的酸败油与100kg步骤(3)的秸秆粉末在100托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得秸秆粉末混合物与2kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,然后与5kg催化剂混合均匀,得到生物质浆料。
实施例5
本实施例提供一种含催化剂的生物质浆料的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集花生油渣,其含水率为5-15wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的花生油渣采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为1.2kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的花生油渣采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得花生油渣粉末;
(4)将40kg的餐厨废弃油与100kg步骤(3)的花生油渣粉末在30托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得花生油渣粉末混合物与8kg水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为16分钟,然后与8kg催化剂混合均匀,得生物质浆料。
实施例6
本实施例提供一种含催化剂的生物质浆料的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集红藻,其含水率为70-90wt%,风干至其含水率低于20wt%,粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的红藻采用压片机进行压缩成型,压缩压力为3MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.95kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的红藻采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得红藻粉末;
(4)取100kg步骤(3)粉碎后的红藻粉末与10kg的废机油在50托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得的红藻粉末混合物先与5kg的水混合,然后与40kg废机油混合,研磨制浆12min,最后与4kg催化剂混合均匀,得生物质浆料。
实施例7
本实施例提供一种含催化剂的生物质浆料的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将30kg的废润滑油与100kg步骤(3)的秸秆粉末在70托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得秸秆粉末混合物先与8kg的水混合,然后与50kg的废润滑油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,最后与6kg的催化剂混合均匀,得到生物质浆料。
实施例8
本实施例提供一种含催化剂的生物质浆料的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆和棉花秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为4MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.9kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将40kg的酸败油与100kg步骤(3)的秸秆粉末在80托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得秸秆粉末混合物先与2kg的水混合,然后与10kg酸败油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,最后与7kg的催化剂混合均匀,得到生物质浆料。
实施例9
本实施例提供一种含催化剂的生物质浆料的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集花生油渣,其含水率为5-15wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的花生油渣采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为1.2kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的花生油渣采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得花生油渣粉末;
(4)将20kg的餐厨废弃油与100kg步骤(3)的花生油渣粉末在60托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得花生油渣粉末混合物先与8kg水混合,然后与20kg餐厨废弃油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为16分钟,最后与5kg催化剂混合均匀,得生物质浆料。
对比例1(油溶剂)
本对比例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将88kg的废润滑油与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
对比例2(水溶剂)
本对比例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将88kg的水与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
试验例
对采用本组的实施例1-9的方法与对比例1-2制备的生物质浆料输送至浆态床反应器进行反应,对反应后产物的分布进行对比,产物的测试方法如第二组实施例,相应的测试结果如表17所示:
表17不同配浆方法对后续反应的影响
对本组实施例1-9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,降低重复性限为20mPa·s。具体测试结果见下表:
表18样品粘度测试结果
从表17和表18可得知:通过在分段配浆及配浆过程中添加一定量的水,可更好地控制原位产氢与秸秆的接触环境,与配浆过程中不添加水相比,本发明转化工艺的反应在催化剂的催化作用下,原料的转化率有所提高,产物中的O元素降低,产物脱氧更充分,同时油收率增加,热值增加,水产率大幅降低(不超过2%)。还可得知,配浆阶段加入水后,使生物质浆料形成“油包秸秆,水包油”的体系,氢气消耗量降低,CO消耗量增加,这是因为加入水后,系统具有更好的反应性,从外部所需氢气量减少,同时羰基化反应及变换反应需要的CO含量提高。在浆液粘度方面,由于使用了本发明的配浆工艺,秸秆中孔道占用更充分,使得分段配浆工艺中浆液粘度低于一次配浆工艺中的浆液。
在第一组至第九组方案还具有如下优点,不需要对生物质进行干燥处理,降低了能耗;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,能够使生物质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,颗粒间的孔隙大幅缩小,物料之间结合紧密,驱除大量孔隙中的空气,使之有利于成浆。
在第一组至第九组方案中,将生物质粉末与油(或部分油)进行混合,使油填充到生物质粉末的孔隙或孔道中,然后再与水进行混合制浆,避免了水进入到生物质的孔隙或孔道中,最终使得本发明所得浆液生物质含量提高的同时,浆液的粘度降低、流动性好,便于输送,满足后续处理工艺的进料要求,提高装置的利用效率,而且工艺简单,不需要额外的添加剂,节约了油性流动介质用量,经济环保。将生物质与油(或部分油)在负压条件下进行混合,能够使油迅速填充到生物质粉末的孔隙或孔道中,进一步避免了水进入到生物质的孔隙或孔道中,提高浆料的流动性。
在第一组至第九组方案中,将生物质粉末与油(或部分油)进行混合,使油填充到生物质粉末的孔隙或孔道中,然后再与水进行混合制浆,能够使生物质浆料形成一个“油包秸秆,水包油”的体系,此类体系在后续的反应过程中有两大特点,一是生物质浆料中的水分能够发生原位制氢反应,由于与水相比,氢气更易溶于油中,生成的氢气溶于油中,能够促进生物质与氢气接触进行反应,提高生物质的反应性能;二是固体生物质颗粒孔道中的气体被油完全浸润,提高了多孔介质的换热效率及系统在反应时的传热传质性能,增强了物料的反应性,提高了液体产物收率。其中,先与部分油混合,然后与水和剩余的油混合,能够避免原位生成的氢气扩散,提高生物质周围的氢气浓度,进一步提高生物质的反应性能。
在第一组至第九组方案中,通过控制原料压缩的温度、压力及再粉碎的粒度等参数,还可以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,物料间结合得更为致密,同时随着再粉碎粒度的控制,在配浆时固液结合更好,从而降低浆液的粘度,增加浆液整体的流动性。
第十组,生物质和煤共同配浆
实施例1
本实施例提供一种生物质和煤的共同配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆,其含水率为10-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为0.5MPa,压缩温度为60℃,压缩至真密度为0.75kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过80目筛,得秸秆粉末;
(4)收集褐煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为10MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为 1.4kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将99kg秸秆粉末和1kg的煤粉混合,然后再与100kg的洗油混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与10kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为8分钟,得到生物质浆料。
实施例2
本实施例提供一种生物质和煤的共同配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆和花生秸秆,其含水率为8-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为5MPa,压缩温度为30℃,压缩至真密度为1.5kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过120目筛,得秸秆粉末;
(4)收集泥煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为5MPa,压缩温度为70℃,压缩至真密度为 1.3kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将95kg秸秆粉末和5kg的煤粉混合,然后再与40kg的蒽油混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与3kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为20分钟,得到生物质浆料。
实施例3
本实施例提供一种生物质和煤的共同配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)收集烟煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为7MPa,压缩温度为60℃,压缩至真密度为 1.6kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将97kg秸秆粉末和3kg的煤粉混合,然后再与80kg的蒽油在1托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与8kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例4
本实施例提供一种生物质和煤的共同配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆和棉花秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为4MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.9kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)收集长焰煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为6MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为 1.1kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将96kg秸秆粉末和4kg的煤粉混合,然后再与50kg的酸败油在100托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与2kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例5
本实施例提供一种生物质和煤的共同配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集花生油渣,其含水率为5-15wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的花生油渣采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为1.2kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的花生油渣采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得花生油渣粉末;
(4)收集焦煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为8MPa,压缩温度为60℃,压缩至真密度为 1.2kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将98kg花生油渣粉末和2kg的煤粉混合,然后再与50kg的餐厨废弃油在30托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与8kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为16分钟,得到生物质浆料。
实施例6
本实施例提供一种生物质和煤的共同配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集红藻,其含水率为70-90wt%,风干至其含水率低于20wt%,粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的红藻采用压片机进行压缩成型,压缩压力为3MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.95kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的红藻采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得红藻粉末;
(4)收集长焰煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为9MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为 1.1kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将96kg红藻粉末和4kg的煤粉混合,然后再与10kg的废机油在50托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与5kg的水混合,然后与40kg废机油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为12分钟,得到生物质浆料。
实施例7
本实施例提供一种生物质和煤的共同配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)收集瘦煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为7MPa,压缩温度为60℃,压缩至真密度为 1.3kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将96kg秸秆粉末和4kg的煤粉混合,然后再与30kg的废润滑油在70托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与8kg的水混合,然后再与50kg的废润滑油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例8
本实施例提供一种生物质和煤的共同配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆和棉花秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为4MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.9kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)收集长焰煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为6MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为 1.1kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将95kg秸秆粉末和5kg的煤粉混合,然后再与40kg的酸败油在80托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与2kg的水混合,然后与10kg的酸败油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例9
本实施例提供一种生物质和煤的共同配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集木屑,其含水率为10-18wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的木屑采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为1.2kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的木屑采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得木屑粉末;
(4)收集长焰煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为8MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为 1.1kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将96kg木屑粉末和4kg的煤粉混合,然后再与20kg的餐厨废弃油在60托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与8kg的水混合,然后再与20kg餐厨废弃油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为10分钟,得到生物质浆料。
对比例1(油溶剂)
本对比例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将88kg的废润滑油与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
对比例2(水溶剂)
本对比例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将88kg的水与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
试验例
对采用本组的实施例1-9的方法与对比例1-2制备的生物质浆料输送至浆态床反应器进行反应,对反应后产物的分布进行对比,产物的测试方法如第一组实施例,相应的测试结果如表19所示:
表19不同配浆方法对后续反应的影响
对本组实施例1-9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,降低重复性限为20mPa·s。具体测试结果见下表:
表20样品粘度测试结果
从表19和表20可得知:通过在分段配浆及配浆过程中添加一定量的水,可更好地控制原位产氢与秸秆的接触环境,与配浆过程中不添加水相比,本发明转化工艺的反应在催化剂的催化作用下,原料的转化率有所提高,产物中的O元素降低,产物脱氧更充分,同时油收率增加,热值增加,水产率大幅降低(不超过2%)。还可得知,配浆阶段加入水后,使生物质浆料形成“油包秸秆,水包油”的体系,氢气消耗量降低,CO消耗量增加,这是因为加入水后,系统具有更好的反应性,从外部所需氢气量减少,同时羰基化反应及变换反应需要的CO含量提高。在浆液粘度方面,由于使用了本发明的配浆工艺,秸秆中孔道占用更充分,使得分段配浆工艺中浆液粘度低于一次配浆工艺中的浆液。
第十一组,催化剂和生物质预混
实施例1
本实施例提供一种催化剂和生物质预混的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆,其含水率为10-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为0.5MPa,压缩温度为60℃,压缩至真密度为0.75kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过80目筛,将99kg秸秆粉末与1.5kg催化剂混合,得秸秆混合粉末;
(4)收集褐煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为10MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为 1.4kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将秸秆混合粉末和1kg的煤粉混合,然后再与100kg的洗油混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与10kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为8分钟,得到生物质浆料。
实施例2
本实施例提供一种生物质和煤的共同配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆和花生秸秆,其含水率为8-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为5MPa,压缩温度为30℃,压缩至真密度为1.5kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过120目筛,将95kg秸秆粉末和8kg催化剂混合,得秸秆混合粉末;
(4)收集泥煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为5MPa,压缩温度为70℃,压缩至真密度为 1.3kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将秸秆混合粉末和5kg的煤粉混合,然后再与40kg的蒽油混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与3kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为20分钟,得到生物质浆料。
实施例3
本实施例提供一种生物质和煤的共同配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,将97kg秸秆粉末与5kg催化剂混合,得秸秆混合粉末;
(4)收集烟煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为7MPa,压缩温度为60℃,压缩至真密度为 1.6kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将秸秆混合粉末和3kg的煤粉混合,然后再与80kg的蒽油在1托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与8kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例4
本实施例提供一种生物质和煤的共同配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆和棉花秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为4MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.9kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,取96kg秸秆粉末与3kg催化剂混合,得秸秆混合粉末;
(4)收集长焰煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为6MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为 1.1kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将秸秆混合粉末和4kg的煤粉混合,然后再与50kg的酸败油在100托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与2kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例5
本实施例提供一种生物质和煤的共同配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集花生油渣,其含水率为5-15wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的花生油渣采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为1.2kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的花生油渣采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,取98kg花生油渣粉末和7kg催化剂混合,得花生油渣混合粉末;
(4)收集焦煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为8MPa,压缩温度为60℃,压缩至真密度为 1.2kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将花生油渣混合粉末和2kg的煤粉混合,然后再与50kg的餐厨废弃油在30托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与8kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为16分钟,得到生物质浆料。
实施例6
本实施例提供一种生物质和煤的共同配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集红藻,其含水率为70-90wt%,风干至其含水率低于20wt%,粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的红藻采用压片机进行压缩成型,压缩压力为3MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.95kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的红藻采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,将96kg红藻粉末与1kg催化剂混合,得红藻混合粉末;
(4)收集长焰煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为9MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为 1.1kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将红藻混合粉末和4kg的煤粉混合,然后再与10kg的废机油在50托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与5kg的水混合,然后与40kg废机油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为12分钟,得到生物质浆料。
实施例7
本实施例提供一种生物质和煤的共同配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,取96kg秸秆粉末与2kg催化剂混合,得秸秆混合粉末;
(4)收集瘦煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为7MPa,压缩温度为60℃,压缩至真密度为 1.3kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将秸秆混合粉末和4kg的煤粉混合,然后再与30kg的废润滑油在70托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与8kg的水混合,然后再与50kg的废润滑油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例8
本实施例提供一种生物质和煤的共同配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆和棉花秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为4MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.9kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,取95kg秸秆粉末与3kg催化剂混合,得秸秆混合粉末;
(4)收集长焰煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为6MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为 1.1kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将秸秆混合粉末和5kg的煤粉混合,然后再与40kg的酸败油在80托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与2kg的水混合,然后与10kg的酸败油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例9
本实施例提供一种生物质和煤的共同配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集木屑,其含水率为10-18wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的木屑采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为1.2kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的木屑采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,取96kg木屑粉末与7kg催化剂混合,得木屑混合粉末;
(4)收集长焰煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为8MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为 1.1kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将木屑混合粉末和4kg的煤粉混合,然后再与20kg的餐厨废弃油在60托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与8kg的水混合,然后再与20kg餐厨废弃油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为10分钟,得到生物质浆料。
对比例1(油溶剂)
本对比例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将88kg的废润滑油与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
对比例2(水溶剂)
本对比例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将88kg的水与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
试验例
对采用本组的实施例1-9的方法与对比例1-2制备的生物质浆料输送至浆态床反应器进行反应,对反应后产物的分布进行对比,产物的测试方法如第二组实施例,相应的测试结果如表21所示:
21不同配浆方法对后续反应的影响
对本组实施例1-9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,降低重复性限为20mPa·s。具体测试结果见下表:
表22样品粘度测试结果
从表21和表22可得知:通过在分段配浆及配浆过程中添加一定量的水,可更好地控制原位产氢与秸秆的接触环境,与配浆过程中不添加水相比,本发明转化工艺的反应在催化剂的催化作用下,原料的转化率有所提高,产物中的O元素降低,产物脱氧更充分,同时油收率增加,热值增加,水产率大幅降低(不超过2%)。还可得知,配浆阶段加入水后,使生物质浆料形成“油包秸秆,水包油”的体系,氢气消耗量降低,CO消耗量增加,这是因为加入水后,系统具有更好的反应性,从外部所需氢气量减少,同时羰基化反应及变换反应需要的CO含量提高。在浆液粘度方面,由于使用了本发明的配浆工艺,秸秆中孔道占用更充分,使得分段配浆工艺中浆液粘度低于一次配浆工艺中的浆液。
第十二组,生物质和油预混
实施例1
本实施例提供一种生物质和油预混的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆,其含水率为10-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为0.5MPa,压缩温度为60℃,压缩至真密度为0.75kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过80目筛,得秸秆粉末;
(4)收集褐煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为10MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为 1.4kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将99kg秸秆粉末与100kg的洗油混合,得秸秆粉末混合物;
(8)将1kg的煤粉与1.5kg的催化剂和10kg的水混合,然后与步骤(7)所得混合物混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为8分钟,得到生物质浆料。
实施例2
本实施例提供一种生物质和油预混的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆和花生秸秆,其含水率为8-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为5MPa,压缩温度为30℃,压缩至真密度为1.5kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过120目筛,得秸秆粉末;
(4)收集泥煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为5MPa,压缩温度为70℃,压缩至真密度为1.3kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)将95kg秸秆粉末与40kg的蒽油混合,得秸秆粉末混合物;
(8)将5kg煤粉与8kg催化剂和3kg的水混合,然后与步骤(7)所得混合物混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为20分钟,得到生物质浆料。
实施例3
本实施例提供一种生物质和油预混的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)收集烟煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为7MPa,压缩温度为60℃,压缩至真密度为 1.6kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将97kg秸秆粉末与80kg的蒽油在1托的负压下混合,得秸秆粉末混合物;
(8)将3kg煤粉与5kg催化剂和8kg的水混合,然后与步骤(7)所得混合物混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例4
本实施例提供一种生物质和油预混的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆和棉花秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为4MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.9kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)收集长焰煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为6MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为 1.1kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将96kg秸秆粉末与50kg的酸败油在100托的负压下混合,得秸秆粉末混合物;
(8)将4kg煤粉与3kg催化剂和2kg的水混合,然后与步骤(7)所得混合物混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例5
本实施例提供一种生物质和油预混的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集花生油渣,其含水率为5-15wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的花生油渣采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为1.2kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的花生油渣采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得花生油渣粉末;
(4)收集焦煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为8MPa,压缩温度为60℃,压缩至真密度为 1.2kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将98kg花生油渣粉末与50kg的餐厨废弃油在30托的负压下混合,得花生油渣粉末混合物;
(8)将2kg煤粉与7kg催化剂和8kg的水混合,然后与步骤(7)所得混合物混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为16分钟,得到生物质浆料。
实施例6
本实施例提供一种生物质和油预混的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集红藻,其含水率为70-90wt%,风干至其含水率低于20wt%,粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的红藻采用压片机进行压缩成型,压缩压力为3MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.95kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的红藻采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得红藻粉末;
(4)收集长焰煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为9MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为 1.1kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将96kg红藻粉末与10kg的废机油在50托的负压下混合,得红藻粉末混合物;
(8)将4kg煤粉与1kg催化剂和5kg的水混合,然后再与步骤(7)所得混合物、40kg废机油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为12分钟,得到生物质浆料。
实施例7
本实施例提供一种生物质和油预混的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)收集瘦煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为7MPa,压缩温度为60℃,压缩至真密度为 1.3kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将96kg秸秆粉末与30kg的废润滑油在70托的负压下混合,得秸秆粉末混合物;
(8)将4kg煤粉与2kg催化剂和8kg的水混合,然后再与步骤(7)所得混合物、50kg的废润滑油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例8
本实施例提供一种生物质和油预混的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆和棉花秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为4MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.9kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)收集长焰煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为6MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为 1.1kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将95kg秸秆粉末与40kg的酸败油在80托的负压下混合,得秸秆粉末混合物;
(8)将5kg煤粉与3kg催化剂和2kg的水混合,然后再与步骤(7)所得混合物、10kg的酸败油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例9
本实施例提供一种生物质和油预混的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集木屑,其含水率为10-18wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的木屑采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为1.2kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的木屑采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得木屑粉末;
(4)收集长焰煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为6MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为 1.1kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将96kg木屑粉末与20kg的餐厨废弃油在60托的负压下混合,得木屑粉末混合物;
(8)将4kg煤粉与7kg催化剂和8kg的水混合,然后再与步骤(7)所得混合物、20kg餐厨废弃油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为10分钟,得到生物质浆料。
对比例1(油溶剂)
本对比例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将88kg的废润滑油与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
对比例2(水溶剂)
本对比例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将88kg的水与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
试验例
对采用本组的实施例1-9的方法与对比例1-2制备的生物质浆料输送至浆态床反应器进行反应,对反应后产物的分布进行对比,产物的测试方法如第二组实施例,相应的测试结果如表23所示:
表23不同配浆方法对后续反应的影响
对本组实施例1-9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,降低重复性限为20mPa·s。具体测试结果见下表:
表24样品粘度测试结果
从表23和表24可得知:通过在分段配浆及配浆过程中添加一定量的水,可更好地控制原位产氢与秸秆的接触环境,与配浆过程中不添加水相比,本发明转化工艺的反应在催化剂的催化作用下,原料的转化率有所提高,产物中的O元素降低,产物脱氧更充分,同时油收率增加,热值增加,水产率大幅降低(不超过2%)。还可得知,配浆阶段加入水后,使生物质浆料形成“油包秸秆,水包油”的体系,氢气消耗量降低,CO消耗量增加,这是因为加入水后,系统具有更好的反应性,从外部所需氢气量减少,同时羰基化反应及变换反应需要的CO含量提高。在浆液粘度方面,由于使用了本发明的配浆工艺,秸秆中孔道占用更充分,使得分段配浆工艺中浆液粘度低于一次配浆工艺中的浆液。
第十三组,催化剂和煤预混
实施例1
本实施例提供一种催化剂和煤预混的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆,其含水率为10-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为0.5MPa,压缩温度为60℃,压缩至真密度为0.75kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过80目筛,得秸秆粉末;
(4)收集褐煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为10MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为 1.4kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将2kg催化剂和1kg的煤粉混合,然后与100kg的洗油混合,再与99kg秸秆粉末混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与10kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为8分钟,得到生物质浆料。
实施例2
本实施例提供一种催化剂和煤预混的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆和花生秸秆,其含水率为8-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为5MPa,压缩温度为30℃,压缩至真密度为1.5kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过120目筛,得秸秆粉末;
(4)收集泥煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为5MPa,压缩温度为70℃,压缩至真密度为 1.3kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将8kg催化剂和5kg的煤粉混合,然后与40kg的蒽油混合,再与95kg秸秆粉末;
(8)将步骤(7)所得混合物与3kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为20分钟,得到生物质浆料。
实施例3
本实施例提供一种催化剂和煤预混的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)收集烟煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为7MPa,压缩温度为60℃,压缩至真密度为 1.6kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将5kg催化剂和3kg的煤粉混合,然后与80kg的蒽油混合,最后与97kg秸秆粉末在1托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与8kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例4
本实施例提供一种催化剂和煤预混的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆和棉花秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为4MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.9kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)收集长焰煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为6MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为 1.1kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将3kg催化剂和4kg的煤粉混合,然后与50kg的酸败油混合,最后与96kg秸秆粉末在100 托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与2kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例5
本实施例提供一种催化剂和煤预混的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集花生油渣,其含水率为5-15wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的花生油渣采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为1.2kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的花生油渣采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得花生油渣粉末;
(4)收集焦煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为8MPa,压缩温度为60℃,压缩至真密度为 1.2kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将7kg催化剂和2kg的煤粉混合,然后与50kg的餐厨废弃油混合,最后与98kg花生油渣粉末在30托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与8kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为16分钟,得到生物质浆料。
实施例6
本实施例提供一种催化剂和煤预混的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集红藻,其含水率为70-90wt%,风干至其含水率低于20wt%,粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的红藻采用压片机进行压缩成型,压缩压力为3MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.95kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的红藻采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得红藻粉末;
(4)收集长焰煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为9MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为 1.1kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将1kg催化剂和4kg的煤粉混合,然后与30kg的废机油混合,最后与96kg红藻粉末在50 托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与5kg的水混合,然后与20kg废机油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为12分钟,得到生物质浆料。
实施例7
本实施例提供一种催化剂和煤预混的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)收集瘦煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为7MPa,压缩温度为60℃,压缩至真密度为 1.3kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将2kg催化剂和4kg的煤粉混合,然后与60kg的废润滑油混合,最后与96kg秸秆粉末在70 托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与8kg的水混合,然后再与20kg的废润滑油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例8
本实施例提供一种催化剂和煤预混的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆和棉花秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为4MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.9kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)收集长焰煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为6MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为 1.1kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将3kg催化剂和5kg的煤粉混合,然后与40kg的酸败油混合,最后与95kg秸秆粉末在80 托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与2kg的水混合,然后与10kg的酸败油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例9
本实施例提供一种催化剂和煤预混的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集木屑,其含水率为10-18wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的木屑采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为1.2kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的木屑采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得木屑粉末;
(4)收集长焰煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为6MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为 1.1kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将7kg催化剂和4kg的煤粉混合,然后与35kg的餐厨废弃油混合,最后与96kg木屑粉末在 60托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与8kg的水混合,然后再与5kg餐厨废弃油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为10分钟,得到生物质浆料。
对比例1(油溶剂)
本对比例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将88kg的废润滑油与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
对比例2(水溶剂)
本对比例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将88kg的水与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
试验例
对采用本组的实施例1-9的方法与对比例1-2制备的生物质浆料输送至浆态床反应器进行反应,对反应后产物的分布进行对比,产物的测试方法如第二组实施例,相应的测试结果如表25所示:
表25不同配浆方法对后续反应的影响
对本组实施例1-9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,降低重复性限为20mPa·s。具体测试结果见下表:
表26样品粘度测试结果
从表25和表26可得知:通过在分段配浆及配浆过程中添加一定量的水,可更好地控制原位产氢与秸秆的接触环境,与配浆过程中不添加水相比,本发明转化工艺的反应在催化剂的催化作用下,原料的转化率有所提高,产物中的O元素降低,产物脱氧更充分,同时油收率增加,热值增加,水产率大幅降低(不超过2%)。还可得知,配浆阶段加入水后,使生物质浆料形成“油包秸秆,水包油”的体系,氢气消耗量降低,CO消耗量增加,这是因为加入水后,系统具有更好的反应性,从外部所需氢气量减少,同时羰基化反应及变换反应需要的CO含量提高。在浆液粘度方面,由于使用了本发明的配浆工艺,秸秆中孔道占用更充分,使得分段配浆工艺中浆液粘度低于一次配浆工艺中的浆液。
第十四组,生物质和催化剂共同粉碎
实施例1
本实施例提供一种生物质和催化剂共同粉碎的含煤浆料的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆99kg,其含水率为10-20wt%,与2kg催化剂混合然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为0.5MPa,压缩温度为60℃,压缩至真密度为0.75kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于80目,得秸秆混合粉末;
(4)收集褐煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为10MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为1.4kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将秸秆混合粉末和1kg的煤粉混合,然后再与100kg的洗油混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与10kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为8分钟,得到生物质浆料。
实施例2
本实施例提供一种生物质和催化剂共同粉碎的含煤浆料的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆和花生秸秆95kg,其含水率为8-20wt%,与8kg催化剂混合,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为5MPa,压缩温度为30℃,压缩至真密度为1.5kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于120目,得秸秆混合粉末;
(4)收集泥煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为5MPa,压缩温度为70℃,压缩至真密度为 1.3kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将秸秆混合粉末和5kg的煤粉混合,然后再与40kg的蒽油混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与3kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为20分钟,得到生物质浆料。
实施例3
本实施例提供一种生物质和催化剂共同粉碎的含煤浆料的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆97kg,其含水率为5-20wt%,与5kg催化剂混合,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于100目,得秸秆混合粉末;
(4)收集烟煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为7MPa,压缩温度为60℃,压缩至真密度为 1.6kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将秸秆混合粉末和3kg的煤粉混合,然后再与80kg的蒽油在1托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与8kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例4
本实施例提供一种生物质和催化剂共同粉碎的含煤浆料的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆和棉花秸秆96kg,其含水率为5-20wt%,与3kg催化剂混合,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为4MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.9kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于100目,得秸秆混合粉末;
(4)收集长焰煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为6MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为 1.1kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将秸秆混合粉末和4kg的煤粉混合,然后再与50kg的酸败油在100托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与2kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例5
本实施例提供一种生物质和催化剂共同粉碎的含煤浆料的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集花生油渣98kg,其含水率为5-15wt%,与7kg催化剂混合,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的花生油渣采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为1.2kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的花生油渣采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于100目,得花生油渣混合粉末;
(4)收集焦煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为8MPa,压缩温度为60℃,压缩至真密度为 1.2kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将花生油渣混合粉末和2kg的煤粉混合,然后再与50kg的餐厨废弃油在30托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与8kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为16分钟,得到生物质浆料。
实施例6
本实施例提供一种生物质和催化剂共同粉碎的含煤浆料的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集红藻,其含水率为70-90wt%,风干至其含水率低于20wt%,取96kg红藻与1kg催化剂混合,粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的红藻采用压片机进行压缩成型,压缩压力为3MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.95kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的红藻采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于100目,得红藻混合粉末;
(4)收集长焰煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为9MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为 1.1kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将红藻混合粉末和4kg的煤粉混合,然后再与10kg的废机油在50托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与5kg的水混合,然后与40kg废机油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为12分钟,得到生物质浆料。
实施例7
本实施例提供一种生物质和催化剂共同粉碎的含煤浆料的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆96kg,其含水率为5-20wt%,与2kg催化剂混合,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于100目,得秸秆混合粉末;
(4)收集瘦煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为7MPa,压缩温度为60℃,压缩至真密度为 1.3kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将秸秆混合粉末和4kg的煤粉混合,然后再与30kg的废润滑油在70托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与8kg的水混合,然后再与50kg的废润滑油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例8
本实施例提供一种生物质和催化剂共同粉碎的含煤浆料的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆和棉花秸秆95kg,其含水率为5-20wt%,与3kg催化剂混合,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为4MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.9kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于100目,得秸秆混合粉末;
(4)收集长焰煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为6MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为 1.1kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将秸秆混合粉末和5kg的煤粉混合,然后再与40kg的酸败油在80托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与2kg的水混合,然后与10kg的酸败油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例9
本实施例提供一种生物质和催化剂共同粉碎的含煤浆料的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集木屑96kg,其含水率为10-18wt%,与7kg催化剂混合,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的木屑采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为1.2kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的木屑采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于100目,得木屑混合粉末;
(4)收集长焰煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为6MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为 1.1kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将木屑混合粉末和4kg的煤粉混合,然后再与20kg的餐厨废弃油在60托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与8kg的水混合,然后再与20kg餐厨废弃油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为10分钟,得到生物质浆料。
对比例1(油溶剂)
本对比例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将88kg的废润滑油与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
对比例2(水溶剂)
本对比例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将88kg的水与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
试验例
对采用本组的实施例1-9的方法与对比例1-2制备的生物质浆料输送至浆态床反应器进行反应,对反应后产物的分布进行对比,产物的测试方法如第二组实施例,相应的测试结果如表27所示:
表27不同配浆方法对后续反应的影响
对本组实施例1-9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,降低重复性限为20mPa·s。具体测试结果见下表:
表28样品粘度测试结果
从表27和表28可得知:通过在分段配浆及配浆过程中添加一定量的水,可更好地控制原位产氢与秸秆的接触环境,与配浆过程中不添加水相比,本发明转化工艺的反应在催化剂的催化作用下,原料的转化率有所提高,产物中的O元素降低,产物脱氧更充分,同时油收率增加,热值增加,水产率大幅降低(不超过2%)。还可得知,配浆阶段加入水后,使生物质浆料形成“油包秸秆,水包油”的体系,氢气消耗量降低,CO消耗量增加,这是因为加入水后,系统具有更好的反应性,从外部所需氢气量减少,同时羰基化反应及变换反应需要的CO含量提高。在浆液粘度方面,由于使用了本发明的配浆工艺,秸秆中孔道占用更充分,使得分段配浆工艺中浆液粘度低于一次配浆工艺中的浆液。
第十五组,生物质和催化剂共同压缩
实施例1
本实施例提供一种生物质和催化剂共同压缩的含煤浆料的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆,其含水率为10-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆99kg秸秆粉末与2kg催化剂混合,采用压条机进行压缩成型,压缩压力为0.5MPa,压缩温度为60℃,压缩至真密度为0.75kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于80目,得秸秆混合粉末;
(4)收集褐煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为10MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为 1.4kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将秸秆混合粉末和1kg的煤粉混合,然后再与100kg的洗油混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与10kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为8分钟,得到生物质浆料。
实施例2
本实施例提供一种生物质和催化剂共同压缩的含煤浆料的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆和花生秸秆,其含水率为8-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的95kg秸秆粉末和8kg催化剂混合,采用压条机进行压缩成型,压缩压力为5MPa,压缩温度为30℃,压缩至真密度为1.5kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于120目,得秸秆混合粉末;
(4)收集泥煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为5MPa,压缩温度为70℃,压缩至真密度为 1.3kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将秸秆混合粉末和5kg的煤粉混合,然后再与40kg的蒽油混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与3kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为20分钟,得到生物质浆料。
实施例3
本实施例提供一种生物质和催化剂共同压缩的含煤浆料的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的97kg秸秆粉末与5kg催化剂混合,采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于100目,得秸秆混合粉末;
(4)收集烟煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为7MPa,压缩温度为60℃,压缩至真密度为 1.6kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将秸秆混合粉末和3kg的煤粉混合,然后再与80kg的蒽油在1托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与8kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例4
本实施例提供一种生物质和催化剂共同压缩的含煤浆料的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆和棉花秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的96kg秸秆粉末与3kg催化剂混合,采用压条机进行压缩成型,压缩压力为4MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.9kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于100目,得秸秆混合粉末;
(4)收集长焰煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为6MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为 1.1kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将秸秆混合粉末和4kg的煤粉混合,然后再与50kg的酸败油在100托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与2kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例5
本实施例提供一种生物质和催化剂共同压缩的含煤浆料的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集花生油渣,其含水率为5-15wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的98kg花生油渣粉末和7kg催化剂混合,采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为1.2kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的花生油渣采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于100目,得花生油渣混合粉末;
(4)收集焦煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为8MPa,压缩温度为60℃,压缩至真密度为 1.2kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将花生油渣混合粉末和2kg的煤粉混合,然后再与50kg的餐厨废弃油在30托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与8kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为16分钟,得到生物质浆料。
实施例6
本实施例提供一种生物质和催化剂共同压缩的含煤浆料的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集红藻,其含水率为70-90wt%,风干至其含水率低于20wt%,粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的96kg红藻粉末与1kg催化剂混合,采用压片机进行压缩成型,压缩压力为3MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.95kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的红藻采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于100目,得红藻混合粉末;
(4)收集长焰煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为9MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为 1.1kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将红藻混合粉末和4kg的煤粉混合,然后再与15kg的废机油在50托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与5kg的水混合,然后与35kg废机油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为12分钟,得到生物质浆料。
实施例7
本实施例提供一种生物质和催化剂共同压缩的含煤浆料的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的96kg秸秆粉末与2kg催化剂混合,采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于100目,得秸秆混合粉末;
(4)收集瘦煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为7MPa,压缩温度为60℃,压缩至真密度为 1.3kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将秸秆混合粉末和4kg的煤粉混合,然后再与30kg的废润滑油在70托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与8kg的水混合,然后再与50kg的废润滑油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例8
本实施例提供一种生物质和催化剂共同压缩的含煤浆料的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆和棉花秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的95kg秸秆粉末与3kg催化剂采用压条机进行压缩成型,压缩压力为4MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.9kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于100目,得秸秆混合粉末;
(4)收集长焰煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为6MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为 1.1kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将秸秆混合粉末和5kg的煤粉混合,然后再与40kg的酸败油在80托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与2kg的水混合,然后与10kg的酸败油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例9
本实施例提供一种生物质和催化剂共同压缩的含煤浆料的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集木屑,其含水率为10-18wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的96kg木屑粉末与7kg催化剂混合,采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为1.2kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的木屑采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于100目,得木屑混合粉末;
(4)收集长焰煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为6MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为1.1kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将木屑混合粉末和4kg的煤粉混合,然后再与20kg的餐厨废弃油在60托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与8kg的水混合,然后再与20kg餐厨废弃油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为10分钟,得到生物质浆料。
对比例1(油溶剂)
本对比例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将88kg的废润滑油与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
对比例2(水溶剂)
本对比例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将88kg的水与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
试验例
对采用本组的实施例1-9的方法与对比例1-2制备的生物质浆料输送至浆态床反应器进行反应,对反应后产物的分布进行对比,产物的测试方法如第二组实施例,相应的测试结果如表29所示:
表29不同配浆方法对后续反应的影响
对本组实施例1-9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,降低重复性限为20mPa·s。具体测试结果见下表:
表30样品粘度测试结果
从表29和表30可得知:通过在分段配浆及配浆过程中添加一定量的水,可更好地控制原位产氢与秸秆的接触环境,与配浆过程中不添加水相比,本发明转化工艺的反应在催化剂的催化作用下,原料的转化率有所提高,产物中的O元素降低,产物脱氧更充分,同时油收率增加,热值增加,水产率大幅降低(不超过2%)。还可得知,配浆阶段加入水后,使生物质浆料形成“油包秸秆,水包油”的体系,氢气消耗量降低,CO消耗量增加,这是因为加入水后,系统具有更好的反应性,从外部所需氢气量减少,同时羰基化反应及变换反应需要的CO含量提高。在浆液粘度方面,由于使用了本发明的配浆工艺,秸秆中孔道占用更充分,使得分段配浆工艺中浆液粘度低于一次配浆工艺中的浆液。
第十六组,生物质和催化剂共同二次粉碎
实施例1
本实施例提供一种生物质和催化剂共同二次粉碎的含煤浆料的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆,其含水率为10-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为0.5MPa,压缩温度为60℃,压缩至真密度为0.75kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的99kg秸秆与2kg催化剂混合,采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于80目,得秸秆混合粉末;
(4)收集褐煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为10MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为 1.4kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将秸秆混合粉末和1kg的煤粉混合,然后再与100kg的洗油混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与10kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为8分钟,得到生物质浆料。
实施例2
本实施例提供一种生物质和催化剂共同二次粉碎的含煤浆料的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆和花生秸秆,其含水率为8-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为5MPa,压缩温度为30℃,压缩至真密度为1.5kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的95kg秸秆和8kg催化剂混合,采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于120目,得秸秆混合粉末;
(4)收集泥煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为5MPa,压缩温度为70℃,压缩至真密度为 1.3kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将秸秆混合粉末和5kg的煤粉混合,然后再与40kg的蒽油混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与3kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为20分钟,得到生物质浆料。
实施例3
本实施例提供一种生物质和催化剂共同二次粉碎的含煤浆料的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的97kg秸秆与5kg催化剂混合,采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于100目,得秸秆混合粉末;
(4)收集烟煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为7MPa,压缩温度为60℃,压缩至真密度为 1.6kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将秸秆混合粉末和3kg的煤粉混合,然后再与80kg的蒽油在1托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与8kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例4
本实施例提供一种生物质和催化剂共同二次粉碎的含煤浆料的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆和棉花秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为4MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.9kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的96kg秸秆与3kg催化剂混合,采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于100目,得秸秆混合粉末;
(4)收集长焰煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为6MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为 1.1kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将秸秆混合粉末和4kg的煤粉混合,然后再与50kg的酸败油在100托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与2kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例5
本实施例提供一种生物质和催化剂共同二次粉碎的含煤浆料的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集花生油渣,其含水率为5-15wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的花生油渣采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为1.2kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的98kg花生油渣和7kg催化剂混合,采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于100目,得花生油渣混合粉末;
(4)收集焦煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为8MPa,压缩温度为60℃,压缩至真密度为 1.2kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将花生油渣混合粉末和2kg的煤粉混合,然后再与50kg的餐厨废弃油在30托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与8kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为16分钟,得到生物质浆料。
实施例6
本实施例提供一种生物质和催化剂共同二次粉碎的含煤浆料的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集红藻,其含水率为70-90wt%,风干至其含水率低于20wt%,粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的红藻采用压片机进行压缩成型,压缩压力为3MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.95kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的96kg红藻与1kg催化剂混合,采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于100目,得红藻混合粉末;
(4)收集长焰煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为9MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为 1.1kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将红藻混合粉末和4kg的煤粉混合,然后再与10kg的废机油在50托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与5kg的水混合,然后与40kg废机油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为12分钟,得到生物质浆料。
实施例7
本实施例提供一种生物质和催化剂共同二次粉碎的含煤浆料的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的96kg秸秆与2kg催化剂混合,采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于100目,得秸秆混合粉末;
(4)收集瘦煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为7MPa,压缩温度为60℃,压缩至真密度为 1.3kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将秸秆混合粉末和4kg的煤粉混合,然后再与30kg的废润滑油在70托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与8kg的水混合,然后再与50kg的废润滑油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例8
本实施例提供一种生物质和催化剂共同二次粉碎的含煤浆料的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆和棉花秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为4MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.9kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的95kg秸秆与3kg催化剂混合,采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于100目,得秸秆混合粉末;
(4)收集长焰煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为6MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为 1.1kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将秸秆混合粉末和5kg的煤粉混合,然后再与40kg的酸败油在80托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与2kg的水混合,然后与10kg的酸败油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例9
本实施例提供一种生物质和催化剂共同二次粉碎的含煤浆料的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集木屑,其含水率为10-18wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的木屑采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为1.2kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的96kg木屑与7kg催化剂混合,采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于100目,得木屑混合粉末;
(4)收集长焰煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为6MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为 1.1kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将木屑混合粉末和4kg的煤粉混合,然后再与20kg的餐厨废弃油在60托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与8kg的水混合,然后再与20kg餐厨废弃油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为10分钟,得到生物质浆料。
对比例1(油溶剂)
本对比例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将88kg的废润滑油与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
对比例2(水溶剂)
本对比例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将88kg的水与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
试验例
对采用本组的实施例1-9的方法与对比例1-2制备的生物质浆料输送至浆态床反应器进行反应,对反应后产物的分布进行对比,产物的测试方法如第二组实施例,相应的测试结果如表31所示:
表31不同配浆方法对后续反应的影响
对本组实施例1-9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,降低重复性限为20mPa·s。具体测试结果见下表:
表32样品粘度测试结果
从表31和表32可得知:通过在分段配浆及配浆过程中添加一定量的水,可更好地控制原位产氢与秸秆的接触环境,与配浆过程中不添加水相比,本发明转化工艺的反应在催化剂的催化作用下,原料的转化率有所提高,产物中的O元素降低,产物脱氧更充分,同时油收率增加,热值增加,水产率大幅降低(不超过2%)。还可得知,配浆阶段加入水后,使生物质浆料形成“油包秸秆,水包油”的体系,氢气消耗量降低,CO消耗量增加,这是因为加入水后,系统具有更好的反应性,从外部所需氢气量减少,同时羰基化反应及变换反应需要的CO含量提高。在浆液粘度方面,由于使用了本发明的配浆工艺,秸秆中孔道占用更充分,使得分段配浆工艺中浆液粘度低于一次配浆工艺中的浆液。
第十七组,配浆过程中加入催化剂
实施例1
本实施例提供一种配浆步骤中加入催化剂的生物质配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆,其含水率为10-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为0.5MPa,压缩温度为60℃,压缩至真密度为0.75kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过80目筛,得秸秆粉末;
(4)收集褐煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为10MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为 1.4kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将99kg秸秆粉末和1kg的煤粉混合,然后再与100kg的洗油混合;
(8)将步骤(7)所得混合物先与2kg催化剂混合,再与10kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为8分钟,得到生物质浆料。
实施例2
本实施例提供一种配浆步骤中加入催化剂的生物质配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆和花生秸秆,其含水率为8-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为5MPa,压缩温度为30℃,压缩至真密度为1.5kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过120目筛,得秸秆粉末;
(4)收集泥煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为5MPa,压缩温度为70℃,压缩至真密度为 1.3kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将95kg秸秆粉末和5kg的煤粉混合,然后再与40kg的蒽油混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与3kg的水混合,再与8kg催化剂混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为20分钟,得到生物质浆料。
实施例3
本实施例提供一种配浆步骤中加入催化剂的生物质配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)收集烟煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为7MPa,压缩温度为60℃,压缩至真密度为 1.6kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将95kg秸秆粉末和3kg的煤粉混合,然后再与80kg的蒽油在1托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与8kg的水混合,再与5kg催化剂混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例4
本实施例提供一种配浆步骤中加入催化剂的生物质配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆和棉花秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为4MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.9kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)收集长焰煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为6MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为 1.1kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将96kg秸秆粉末和4kg的煤粉混合,然后再与50kg的酸败油在100托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物先与3kg催化剂混合,再与2kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例5
本实施例提供一种配浆步骤中加入催化剂的生物质配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集花生油渣,其含水率为5-15wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的花生油渣采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为1.2kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的花生油渣采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得花生油渣粉末;
(4)收集焦煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为8MPa,压缩温度为60℃,压缩至真密度为 1.2kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将98kg花生油渣粉末和2kg的煤粉混合,然后再与50kg的餐厨废弃油在30托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与8kg的水混合,再与7kg催化剂混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为16分钟,得到生物质浆料。
实施例6
本实施例提供一种配浆步骤中加入催化剂的生物质配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集红藻,其含水率为70-90wt%,风干至其含水率低于20wt%,粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的红藻采用压片机进行压缩成型,压缩压力为3MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.95kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的红藻采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得红藻粉末;
(4)收集长焰煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为9MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为 1.1kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将96kg红藻粉末和4kg的煤粉混合,然后再与10kg的废机油在50托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与5kg的水混合,再与1kg催化剂混合,然后与40kg废机油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为12分钟,得到生物质浆料。
实施例7
本实施例提供一种配浆步骤中加入催化剂的生物质配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)收集瘦煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为7MPa,压缩温度为60℃,压缩至真密度为 1.3kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将98kg秸秆粉末和4kg的煤粉混合,然后再与40kg的废润滑油在70托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物先与2kg催化剂混合,再与8kg的水混合,然后再与30kg的废润滑油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例8
本实施例提供一种配浆步骤中加入催化剂的生物质配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆和棉花秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为4MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.9kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)收集长焰煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为6MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为 1.1kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将97kg秸秆粉末和5kg的煤粉混合,然后再与40kg的酸败油在80托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物先与3kg催化剂混合,再与2kg的水混合,然后与10kg的酸败油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例9
本实施例提供一种配浆步骤中加入催化剂的生物质配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集木屑,其含水率为10-18wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的木屑采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为1.2kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的木屑采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得木屑粉末;
(4)收集长焰煤,并粉碎至粒径为5-15微米;
(5)对粉碎后的煤进行压缩成型,其中,压缩压力为6MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为 1.1kg/m3;
(6)对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
(7)先将96kg木屑粉末和4kg的煤粉混合,然后再与20kg的餐厨废弃油在60托的负压下混合;
(8)将步骤(7)所得混合物与8kg的水混合,再与7kg催化剂混合,然后再与20kg餐厨废弃油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为10分钟,得到生物质浆料。
对比例1(油溶剂)
本对比例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将88kg的废润滑油与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
对比例2(水溶剂)
本对比例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将88kg的水与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
试验例
对采用本组的实施例1-9的方法与对比例1-2制备的生物质浆料输送至浆态床反应器进行反应,对反应后产物的分布进行对比,产物的测试方法如第二组实施例,相应的测试结果如表33所示:
表33不同配浆方法对后续反应的影响
对本组实施例1-9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,降低重复性限为20mPa·s。具体测试结果见下表:
表34样品粘度测试结果
从表33和表34可得知:通过在分段配浆及配浆过程中添加一定量的水,可更好地控制原位产氢与秸秆的接触环境,与配浆过程中不添加水相比,本发明转化工艺的反应在催化剂的催化作用下,原料的转化率有所提高,产物中的O元素降低,产物脱氧更充分,同时油收率增加,热值增加,水产率大幅降低(不超过2%)。还可得知,配浆阶段加入水后,使生物质浆料形成“油包秸秆,水包油”的体系,氢气消耗量降低,CO消耗量增加,这是因为加入水后,系统具有更好的反应性,从外部所需氢气量减少,同时羰基化反应及变换反应需要的CO含量提高。在浆液粘度方面,由于使用了本发明的配浆工艺,秸秆中孔道占用更充分,使得分段配浆工艺中浆液粘度低于一次配浆工艺中的浆液。
第十八组,生物质、煤和催化剂共同压缩
实施例1
本实施例提供一种生物质、煤和催化剂共同压缩的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆99kg,其含水率为10-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;收集褐煤1kg,并粉碎至粒径为5-15微米;将粉碎后的生物质、煤粉和2kg催化剂混合;
(2)将步骤(1)粉碎后的物料采用压条机进行压缩成型,压缩压力为3MPa,压缩温度为60℃,压缩至真密度为0.75kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于80目,得秸秆混合粉末;
(4)将所得秸秆混合粉末与100kg的洗油混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与10kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为8分钟,得到生物质浆料。
实施例2
本实施例提供一种生物质、煤和催化剂共同压缩的配浆方法,包括以下步骤:
(1)将小麦秸秆和花生秸秆95kg,其含水率为8-20wt%、泥煤5kg和8kg催化剂混合,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为5-15微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的物料采用压条机进行压缩成型,压缩压力为8MPa,压缩温度为30℃,压缩至真密度为1.5kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的物料采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于120目,得秸秆混合粉末;
(4)将秸秆混合粉末与40kg的蒽油混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与3kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为20分钟,得到生物质浆料。
实施例3
本实施例提供一种生物质、煤和催化剂共同压缩的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆97kg,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;收集烟煤3kg,并粉碎至粒径为5-15微米;将粉碎后的秸秆、煤粉和5kg催化剂混合;
(2)将步骤(1)粉碎后的物料采用压条机进行压缩成型,压缩压力为5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的物料采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于100目,得秸秆混合粉末;
(4)将秸秆混合粉末与80kg的蒽油在1托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与8kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例4
本实施例提供一种生物质、煤和催化剂共同压缩的配浆方法,包括以下步骤:
(1)将玉米秸秆和棉花秸秆96kg,其含水率为5-20wt%,4kg长焰煤和3kg催化剂混合,粉碎至粒径为5-15微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的物料采用压条机进行压缩成型,压缩压力为4MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.9kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于100目,得秸秆混合粉末;
(4)将秸秆混合粉末与50kg的酸败油在100托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与2kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例5
本实施例提供一种生物质、煤和催化剂共同压缩的配浆方法,包括以下步骤:
(1)将花生油渣98kg,其含水率为5-15wt%,2kg焦煤和7kg催化剂混合,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为5-15微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的物料采用压条机进行压缩成型,压缩压力为6MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为1.2kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的花生油渣采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于100目,得花生油渣混合粉末;
(4)将花生油渣混合粉末与50kg的餐厨废弃油在30托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与8kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为16分钟,得到生物质浆料。
实施例6
本实施例提供一种生物质、煤和催化剂共同压缩的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集红藻,其含水率为70-90wt%,风干至其含水率低于20wt%,粉碎至粒径为0.2-1微米;收集长焰煤,并粉碎至粒径为5-15微米,将粉碎后的红藻96kg、煤粉4kg和催化剂1kg混合;
(2)将步骤(1)粉碎后的物料采用压片机进行压缩成型,压缩压力为3MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.95kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的物料采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于100目,得红藻混合粉末;
(4)将红藻混合粉末与10kg的废机油在50托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与5kg的水混合,然后与40kg废机油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为12分钟,得到生物质浆料。
实施例7
本实施例提供一种生物质、煤和催化剂共同压缩的配浆方法,包括以下步骤:
(1)将玉米秸秆96kg,其含水率为5-20wt%,瘦煤4kg和催化剂2kg混合,粉碎至粒径为5-15微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的物料采用压条机进行压缩成型,压缩压力为7MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的物料采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于100目,得秸秆混合粉末;
(4)将秸秆混合粉末与30kg的废润滑油在70托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与8kg的水混合,然后再与40kg的废润滑油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例8
本实施例提供一种生物质、煤和催化剂共同压缩的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆和棉花秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;收集长焰煤,并粉碎至粒径为5-15微米;将粉碎后的秸秆95kg、煤粉5kg和3kg催化剂混合;
(2)将步骤(1)粉碎后的物料采用压条机进行压缩成型,压缩压力为4MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.9kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的物料采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于100目,得秸秆混合粉末;
(4)将秸秆混合粉末与40kg的酸败油在80托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与2kg的水混合,然后与10kg的酸败油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例9
本实施例提供一种生物质、煤和催化剂共同压缩的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集木屑,其含水率为10-18wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;收集长焰煤,并粉碎至粒径为5-15微米;将粉碎后的木屑96kg、煤粉4kg和催化剂7kg混合;
(2)将步骤(1)粉碎后的物料采用压条机进行压缩成型,压缩压力为4MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为1.2kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的物料采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于100目,得木屑混合粉末;
(4)将木屑混合粉末与20kg的餐厨废弃油在60托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与8kg的水混合,然后再与20kg餐厨废弃油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为10分钟,得到生物质浆料。
对比例1(油溶剂)
本对比例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将88kg的废润滑油与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
对比例2(水溶剂)
本对比例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将88kg的水与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
试验例
对采用本发明的实施例1-9的方法与对比例1-2制备的生物质浆料输送至浆态床反应器进行反应,对反应后产物的分布进行对比,产物的测试方法如第二组实施例,相应的测试结果如表35所示:
表35不同配浆方法对后续反应的影响
对本组实施例1-9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,降低重复性限为20mPa·s。具体测试结果见下表:
表36样品粘度测试结果
从表35和表36可得知:通过在分段配浆及配浆过程中添加一定量的水,可更好地控制原位产氢与秸秆的接触环境,与配浆过程中不添加水相比,本发明转化工艺的反应在催化剂的催化作用下,原料的转化率有所提高,产物中的O元素降低,产物脱氧更充分,同时油收率增加,热值增加,水产率大幅降低(不超过2%)。还可得知,配浆阶段加入水后,使生物质浆料形成“油包秸秆,水包油”的体系,氢气消耗量降低,CO消耗量增加,这是因为加入水后,系统具有更好的反应性,从外部所需氢气量减少,同时羰基化反应及变换反应需要的CO含量提高。在浆液粘度方面,由于使用了本发明的配浆工艺,秸秆中孔道占用更充分,使得分段配浆工艺中浆液粘度低于一次配浆工艺中的浆液。
第十九组,生物质和煤单独进行初粉碎
实施例1
本实施例提供一种生物质和煤单独进行初粉碎的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆99kg,其含水率为10-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;收集褐煤1kg,并粉碎至粒径为5-15微米;将粉碎后的生物质和煤粉混合;
(2)将步骤(1)粉碎后的物料采用压条机进行压缩成型,压缩压力为3MPa,压缩温度为60℃,压缩至真密度为0.75kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆与2kg催化剂混合,采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于80目,得秸秆混合粉末;
(4)将所得秸秆混合粉末与100kg的洗油混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与10kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为8分钟,得到生物质浆料。
实施例2
本实施例提供一种生物质和煤单独进行初粉碎的配浆方法,包括以下步骤:
(1)将小麦秸秆和花生秸秆95kg,其含水率为8-20wt%,采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米,收集泥煤5kg,并粉碎至粒径为5-15微米,将粉碎后的秸秆和煤粉混合;
(2)将步骤(1)粉碎后的物料采用压条机进行压缩成型,压缩压力为8MPa,压缩温度为30℃,压缩至真密度为1.5kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的物料采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于120目,与8kg 催化剂混合,得秸秆混合粉末;
(4)将秸秆混合粉末与40kg的蒽油混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与3kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为20分钟,得到生物质浆料。
实施例3
本实施例提供一种生物质和煤单独进行初粉碎的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆97kg,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;收集烟煤3kg,并粉碎至粒径为5-15微米;将粉碎后的秸秆和煤粉混合;
(2)将步骤(1)粉碎后的物料采用压条机进行压缩成型,压缩压力为5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的物料与5kg催化剂混合,采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于100目,得秸秆混合粉末;
(4)将秸秆混合粉末与80kg的蒽油在1托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与8kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例4
本实施例提供一种生物质和煤单独进行初粉碎的配浆方法,包括以下步骤:
(1)将玉米秸秆和棉花秸秆96kg,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1 微米;收集4kg长焰煤并粉碎至粒径为5-15微米;将粉碎后的秸秆和煤粉混合;
(2)将步骤(1)粉碎后的物料采用压条机进行压缩成型,压缩压力为4MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.9kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于100目,然后与3kg催化剂混合,得秸秆混合粉末;
(4)将秸秆混合粉末与50kg的酸败油在100托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与2kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例5
本实施例提供一种生物质和煤单独进行初粉碎的配浆方法,包括以下步骤:
(1)将花生油渣98kg,其含水率为5-15wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;收集 2kg焦煤,并粉碎至粒径为5-15微米;将粉碎后的花生油渣和煤粉混合;
(2)将步骤(1)粉碎后的物料采用压条机进行压缩成型,压缩压力为6MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为1.2kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的花生油渣与7kg催化剂混合,采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于100目,得花生油渣混合粉末;
(4)将花生油渣混合粉末与50kg的餐厨废弃油在30托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与8kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为16分钟,得到生物质浆料。
实施例6
本实施例提供一种生物质和煤单独进行初粉碎的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集红藻,其含水率为70-90wt%,风干至其含水率低于20wt%,粉碎至粒径为0.2-1微米;收集长焰煤,并粉碎至粒径为5-15微米,将粉碎后的红藻96kg和煤粉4kg混合;
(2)将步骤(1)粉碎后的物料采用压片机进行压缩成型,压缩压力为3MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.95kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的物料采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于100目,与1kg 催化剂混合,得红藻混合粉末;
(4)将红藻混合粉末与10kg的废机油在50托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与5kg的水混合,然后与40kg废机油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为12分钟,得到生物质浆料。
实施例7
本实施例提供一种生物质和煤单独进行初粉碎的配浆方法,包括以下步骤:
(1)将玉米秸秆96kg,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;收集瘦煤4kg,并粉碎至粒径为5-15微米;将粉碎后的秸秆和催化剂混合;
(2)将步骤(1)粉碎后的物料采用压条机进行压缩成型,压缩压力为7MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的物料采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于100目,与2kg 催化剂混合,得秸秆混合粉末;
(4)将秸秆混合粉末与30kg的废润滑油在70托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与8kg的水混合,然后再与40kg的废润滑油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例8
本实施例提供一种生物质和煤单独进行初粉碎的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆和棉花秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;收集长焰煤,并粉碎至粒径为5-15微米;将粉碎后的秸秆95kg和煤粉5kg混合;
(2)将步骤(1)粉碎后的物料采用压条机进行压缩成型,压缩压力为4MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.9kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的物料与3kg催化剂混合,采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于100目,得秸秆混合粉末;
(4)将秸秆混合粉末与40kg的酸败油在80托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与2kg的水混合,然后与10kg的酸败油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例9
本实施例提供一种生物质和煤单独进行初粉碎的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集木屑,其含水率为10-18wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;收集长焰煤,并粉碎至粒径为5-15微米;将粉碎后的木屑96kg和煤粉4kg混合;
(2)将步骤(1)粉碎后的物料采用压条机进行压缩成型,压缩压力为4MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为1.2kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的物料采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于100目,与7kg 催化剂混合,得木屑混合粉末;
(4)将木屑混合粉末与20kg的餐厨废弃油在60托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与8kg的水混合,然后再与20kg餐厨废弃油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为10分钟,得到生物质浆料。
对比例1(油溶剂)
本对比例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将88kg的废润滑油与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
对比例2(水溶剂)
本对比例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将88kg的水与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
试验例
对采用本组的实施例1-9的方法与对比例1-2制备的生物质浆料输送至浆态床反应器进行反应,对反应后产物的分布进行对比,产物的测试方法如第二组实施例,相应的测试结果如表37所示:
表37不同配浆方法对后续反应的影响
对本组实施例1-9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,降低重复性限为20mPa·s。具体测试结果见下表:
表38样品粘度测试结果
从表37和表38可得知:通过在分段配浆及配浆过程中添加一定量的水,可更好地控制原位产氢与秸秆的接触环境,与配浆过程中不添加水相比,本发明转化工艺的反应在催化剂的催化作用下,原料的转化率有所提高,产物中的O元素降低,产物脱氧更充分,同时油收率增加,热值增加,水产率大幅降低(不超过2%)。还可得知,配浆阶段加入水后,使生物质浆料形成“油包秸秆,水包油”的体系,氢气消耗量降低,CO消耗量增加,这是因为加入水后,系统具有更好的反应性,从外部所需氢气量减少,同时羰基化反应及变换反应需要的CO含量提高。在浆液粘度方面,由于使用了本发明的配浆工艺,秸秆中孔道占用更充分,使得分段配浆工艺中浆液粘度低于一次配浆工艺中的浆液。
第二十组,生物质和煤共同进行初粉碎
实施例1
本实施例提供一种生物质和煤共同进行初粉碎的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆99kg,其含水率为10-20wt%,与褐煤1kg混合,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的物料采用压条机进行压缩成型,压缩压力为3MPa,压缩温度为60℃,压缩至真密度为0.75kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆与2kg催化剂混合,采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于80目,得秸秆混合粉末;
(4)将所得秸秆混合粉末与100kg的洗油混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与10kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为8分钟,得到生物质浆料。
实施例2
本实施例提供一种生物质和煤共同进行初粉碎的配浆方法,包括以下步骤:
(1)将小麦秸秆和花生秸秆95kg,其含水率为8-20wt%,与泥煤5kg混合,采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的物料采用压条机进行压缩成型,压缩压力为8MPa,压缩温度为30℃,压缩至真密度为1.5kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的物料采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于120目,与8kg 催化剂混合,得秸秆混合粉末;
(4)将秸秆混合粉末与40kg的蒽油混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与3kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为20分钟,得到生物质浆料。
实施例3
本实施例提供一种生物质和煤共同进行初粉碎的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆97kg,其含水率为5-20wt%,与烟煤3kg混合,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的物料采用压条机进行压缩成型,压缩压力为5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的物料与5kg催化剂混合,采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于100目,得秸秆混合粉末;
(4)将秸秆混合粉末与80kg的蒽油在1托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与8kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例4
本实施例提供一种生物质和煤共同进行初粉碎的配浆方法,包括以下步骤:
(1)将玉米秸秆和棉花秸秆96kg,其含水率为5-20wt%,与4kg长焰煤混合,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的物料采用压条机进行压缩成型,压缩压力为4MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.9kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于100目,然后与3kg催化剂混合,得秸秆混合粉末;
(4)将秸秆混合粉末与50kg的酸败油在100托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与2kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例5
本实施例提供一种生物质和煤共同进行初粉碎的配浆方法,包括以下步骤:
(1)将花生油渣98kg,其含水率为5-15wt%,与2kg焦煤混合,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为 0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的物料采用压条机进行压缩成型,压缩压力为6MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为1.2kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的花生油渣与7kg催化剂混合,采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于100目,得花生油渣混合粉末;
(4)将花生油渣混合粉末与50kg的餐厨废弃油在30托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与8kg的水混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为16分钟,得到生物质浆料。
实施例6
本实施例提供一种生物质和煤共同进行初粉碎的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集红藻,其含水率为70-90wt%,风干至其含水率低于20wt%,取96kg红藻与4kg长焰煤混合,粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的物料采用压片机进行压缩成型,压缩压力为3MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.95kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的物料采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于100目,与1kg 催化剂混合,得红藻混合粉末;
(4)将红藻混合粉末与10kg的废机油在50托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与5kg的水混合,然后与40kg废机油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为12分钟,得到生物质浆料。
实施例7
本实施例提供一种生物质和煤共同进行初粉碎的配浆方法,包括以下步骤:
(1)将玉米秸秆96kg,其含水率为5-20wt%,与瘦煤4kg混合,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为 0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的物料采用压条机进行压缩成型,压缩压力为7MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的物料采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于100目,与2kg 催化剂混合,得秸秆混合粉末;
(4)将秸秆混合粉末与30kg的废润滑油在70托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与8kg的水混合,然后再与40kg的废润滑油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例8
本实施例提供一种生物质和煤共同进行初粉碎的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆和棉花秸秆95kg,其含水率为5-20wt%,与5kg长焰煤混合,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的物料采用压条机进行压缩成型,压缩压力为4MPa,压缩温度为40℃,压缩至真密度为0.9kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的物料与3kg催化剂混合,采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于100目,得秸秆混合粉末;
(4)将秸秆混合粉末与40kg的酸败油在80托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与2kg的水混合,然后与10kg的酸败油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
实施例9
本实施例提供一种生物质和煤共同进行初粉碎的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集木屑96kg,其含水率为10-18wt%,与4kg长焰煤混合,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的物料采用压条机进行压缩成型,压缩压力为4MPa,压缩温度为50℃,压缩至真密度为1.2kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的物料采用气流粉碎机再次粉碎处理,粉碎至粒径小于100目,与7kg 催化剂混合,得木屑混合粉末;
(4)将木屑混合粉末与20kg的餐厨废弃油在60托的负压下混合;
(5)将步骤(4)所得混合物与8kg的水混合,然后再与20kg餐厨废弃油混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为10分钟,得到生物质浆料。
对比例1(油溶剂)
本对比例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将88kg的废润滑油与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
对比例2(水溶剂)
本对比例提供一种生物质的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-20wt%,然后采用超微粉碎机粉碎至粒径为0.2-1微米;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为45℃,压缩至真密度为1.0kg/m3;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将88kg的水与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合,采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到生物质浆料。
试验例
对采用本组的实施例1-9的方法与对比例1-2制备的生物质浆料输送至浆态床反应器进行反应,对反应后产物的分布进行对比,产物的测试方法如第二组实施例,相应的测试结果如表39所示:
表39不同配浆方法对后续反应的影响
对本组实施例1-9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,降低重复性限为20mPa·s。具体测试结果见下表:
表40样品粘度测试结果
从表39和表40可得知:通过在分段配浆及配浆过程中添加一定量的水,可更好地控制原位产氢与秸秆的接触环境,与配浆过程中不添加水相比,本发明转化工艺的反应在催化剂的催化作用下,原料的转化率有所提高,产物中的O元素降低,产物脱氧更充分,同时油收率增加,热值增加,水产率大幅降低(不超过2%)。还可得知,配浆阶段加入水后,使生物质浆料形成“油包秸秆,水包油”的体系,氢气消耗量降低,CO消耗量增加,这是因为加入水后,系统具有更好的反应性,从外部所需氢气量减少,同时羰基化反应及变换反应需要的CO含量提高。在浆液粘度方面,由于使用了本发明的配浆工艺,秸秆中孔道占用更充分,使得分段配浆工艺中浆液粘度低于一次配浆工艺中的浆液。
本发明的第十组至第二十组方案还具有如下优点,不需要对生物质和煤进行干燥处理,降低了能耗;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,能够使生物质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,颗粒间的孔隙大幅缩小,物料之间结合紧密,驱除大量孔隙中的空气,使之有利于成浆。
第十组至第二十组方案中,将生物质粉末和煤粉(和催化剂)先与油(或部分油)进行混合,使油填充到生物质粉末和煤粉的孔隙或孔道中,然后再与水进行混合制浆,避免了水进入到生物质和煤的孔隙或孔道中,最终使得本发明所得浆液生物质含量提高的同时,浆液的粘度降低、流动性好,便于输送,满足后续处理工艺的进料要求,提高装置的利用效率,而且工艺简单,不需要额外的添加剂,节约了油性流动介质用量,经济环保。将生物质混合粉末与油(或部分油)在负压条件下进行混合,能够使油迅速填充到生物质混合粉末的孔隙或孔道中,进一步避免了水进入到生物质和煤的孔隙或孔道中,提高浆料的流动性。
第十组至第二十组方案中,将生物质粉末和煤粉与油(或部分油)进行混合,使油填充到生物质粉末和煤粉的孔隙或孔道中,然后再与水进行混合制浆,能够使生物质浆料形成一个“油包秸秆,水包油”的体系,此类体系在后续的反应过程中有两大特点,一是生物质浆料中的水分能够发生原位制氢反应,由于与水相比,氢气更易溶于油中,生成的氢气溶于油中,能够促进生物质和煤与氢气接触进行反应,提高生物质的反应性能;二是固体生物质颗粒和煤颗粒孔道中的气体被油完全浸润,提高了多孔介质的换热效率及系统在反应时的传热传质性能,增强了物料的反应性,提高了液体产物收率。其中,先与部分油混合,然后与水和剩余的油混合,能够避免原位生成的氢气扩散,提高生物质和煤周围的氢气浓度,进一步提高生物质的反应性能。
第十组至第二十组方案中,在配浆中掺杂少量的煤,是考虑到生物质中普遍含有的木质素,木质素在热解时可以形成苯氧自由基以及其他反应性自由基,此些自由基在低温下对于煤基有着很重要的热解作用。这些自由基是高效的活性中间体,能够使得煤中的亚甲基断裂,从而促进煤的解聚,进而实现降低成本的效果。
第十组至第二十组方案中,通过控制原料压缩的温度、压力及再粉碎的粒度等参数,还可以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,物料间结合得更为致密,同时随着再粉碎粒度的控制,在配浆时固液结合更好,从而降低浆液的粘度,增加浆液整体的流动性。
第二十一组,生物质+压缩+孔隙填充
实施例1
一种生物质孔隙进行预填充的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集树叶,其含水率为<20wt%,然后采用球磨机粉碎至粒径为1-2cm;
(2)将步骤(1)粉碎后的树叶采用压片机进行压缩成型,压缩压力为5MPa,压缩温度为30℃;
(3)将步骤(2)压缩成型后的树叶采用球磨机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)取100kg步骤(3)的粉碎后的树叶粉末与20kg的水混合;
(5)将步骤(4)所得树叶粉末混合物与55kg餐厨废弃油混合、采用搅拌机研磨制浆,研磨制浆时间为10min,得到树叶含量为57.1%的生物质浆液。
实施例2
一种生物质孔隙进行预填充的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集木屑,所述木屑来源于废旧木质建材,其含水率为10-18wt%,然后采用锤片式磨粉碎至粒径为1-2cm;
(2)将步骤(1)粉碎后的木屑采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2MPa,压缩温度为60℃;
(3)将步骤(2)压缩成型后的木屑采用锤片式磨再次粉碎处理,过100目筛,得木屑粉末;
(4)取100kg步骤(3)粉碎后的木屑粉末与10kg的水混合;
(5)将步骤(4)所得木屑粉末混合物与100kg洗油混合、研磨制浆15min,得到木屑含量为47.6wt%的浆液。
实施例3
一种生物质孔隙进行预填充的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集红藻,其含水率为70-90wt%,风干至其含水率低于20wt%,粉碎至粒径为1-2cm;
(2)将步骤(1)粉碎后的红藻采用压片机进行压缩成型,压缩压力为3MPa,压缩温度为40℃;
(3)将步骤(2)压缩成型后的红藻采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得红藻粉末;
(4)取100kg步骤(3)粉碎后的红藻粉末与15kg的水混合;
(5)将步骤(4)所得的红藻粉末混合物与95kg废机油、研磨制浆12min,得到红藻含量为47.6wt%的浆液。
实施例4
一种生物质孔隙进行预填充的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集褐藻,其含水率为70-90wt%,烘干至其含水率低于20wt%,然后采用齿式粉碎机粉碎至粒径为1-2cm;
(2)将步骤(1)粉碎后的褐藻采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为50℃;
(3)将步骤(2)压缩成型后的褐藻采用齿式粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得褐藻粉末;
(4)将20kg的水加热制成水蒸气,然后与100kg步骤(3)粉碎后的褐藻粉末混合;
(5)将步骤(4)所得褐藻粉末混合物与80kg酸败油混合、研磨制浆14min,得到褐藻含量为50wt%的浆液。
实施例5
一种生物质孔隙进行预填充的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集花生油渣,其含水率为5-15wt%,然后采用齿式粉碎机粉碎至粒径为1-2cm;
(2)将步骤(1)粉碎后的花生油渣采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为50℃;
(3)将步骤(2)压缩成型后的花生油渣采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得花生油渣粉末;
(4)将5kg的水加热制成水蒸气,然后与100kg步骤(3)的花生油渣粉末混合;
(5)将步骤(4)所得花生油渣粉末混合物与90kg餐厨废弃油混合、采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为16分钟,得到花生油渣含量为51.3wt%的浆液。
实施例6
一种生物质孔隙进行预填充的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集大豆油渣,其含水率为5-15wt%,然后采用球磨机粉碎至粒径为1-2cm;
(2)将步骤(1)粉碎后的大豆油渣采用压片机进行压缩成型,压缩压力为4MPa,压缩温度为45℃;
(3)将步骤(2)压缩成型后的大豆油渣采用棒磨机再次粉碎处理,过100目筛,得大豆油渣粉末;
(4)将7kg的水加热制成水蒸气,然后与100kg步骤(3)的大豆油渣粉末混合;
(5)将步骤(4)所得大豆油渣粉末混合物与70kg渣油混合、采用分散机进行制浆,研磨制浆的时间为17分钟,得到大豆油渣含量为56.5wt%的浆液。
实施例7
一种生物质孔隙进行预填充的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集木屑,所述木屑来源于废旧木质家具,其含水率为10-18wt%,然后采用齿式粉碎机粉碎至粒径为1-2cm;
(2)将步骤(1)粉碎后得到的木屑采用压条机进行压缩成型,压缩压力为3.5MPa,压缩温度为55℃;
(3)将步骤(2)压缩成型后的木屑采用齿式粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得木屑粉末;
(4)将8kg的水加热制成水蒸气,然后与100kg步骤(3)的木屑粉末混合;
(5)将步骤(4)所得木屑粉末混合物与85kg废润滑油混合、采用胶体磨研磨制浆12min,得到木屑含量为51.8wt%的浆液。
实施例8
一种生物质孔隙进行预填充的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集木屑和绿藻,所述木屑来源于废旧木质家具,其含水率为10-18wt%,所述绿藻的含水率为 70-90wt%,烘干至含水率低于20wt%,然后采用齿式粉碎机分别粉碎至粒径为1-2cm;
(2)将步骤(1)粉碎后得到的木屑和绿藻采用压条机进行压缩成型,压缩压力为3.5MPa,压缩温度为35℃;
(3)将步骤(2)压缩成型后的木屑和绿藻采用齿式粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得木屑和绿藻混合粉末;
(4)将15kg的水加热制成水蒸气,然后与100kg步骤(3)的木屑和绿藻粉末混合;
(5)将步骤(4)所得木屑和绿藻粉末混合物与65kg废润滑油混合、采用胶体磨研磨制浆12min,得到木屑和绿藻含量为55.6wt%的浆液。
实施例9
一种生物质孔隙进行预填充的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-15wt%,然后采用球磨机粉碎至粒径为1-2cm;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压片机进行压缩成型,压缩压力为3MPa,压缩温度为30℃;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用球磨机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)取100kg步骤(3)的秸秆粉末与20kg的水混合;
(5)将步骤(4)所得秸秆粉末混合物与55kg餐厨废弃油混合、采用搅拌机研磨制浆,研磨制浆时间为8min,得到秸秆含量为57.1%的浆液。
实施例10
一种生物质孔隙进行预填充的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆,其含水率为10-20wt%,然后采用锤片式磨粉碎至粒径为1-2cm;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为0.5MPa,压缩温度为60℃;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用锤片式磨再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)取100kg步骤(3)的秸秆粉末与10kg的水混合;
(5)将步骤(4)所得秸秆粉末混合物与120kg洗油混合、研磨制浆15min,得到秸秆含量为43.5wt%的浆液。
实施例11
一种生物质孔隙进行预填充的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆,其含水率为10-20wt%,然后采用齿式粉碎机粉碎至粒径为1-2cm;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为50℃;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末;
(4)将18kg的水加热制成水蒸气,然后与100kg步骤(3)的秸秆粉末混合;
(5)将步骤(4)所得秸秆粉末混合物与110kg餐厨废弃油混合、采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到秸秆含量为43.9wt%的浆液。
对比例1(烘干处理)
一种生物质在油中制浆的方法,包括以下步骤:
(1)对收集的小麦秸秆进行烘干脱水,烘干脱水温度为60℃,烘干脱水时间为4h,然后采用齿式粉碎机粉碎至粒径为1-2cm,再继续粉碎,过100目筛,得秸秆粉末;
(2)将步骤(1)的100kg秸秆粉末与128kg餐厨废弃油混合、采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到秸秆含量为43.9wt%的混合料(不成浆)。
对比例2(二次粉碎)
一种生物质在油中制浆的方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆,其含水率为10-20wt%,然后采用齿式粉碎机粉碎至粒径为1-2cm,再继续粉碎,过100目筛,得秸秆粉末;
(2)将步骤(1)的100kg秸秆粉末与128kg餐厨废弃油混合、采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到秸秆含量为40.6wt%的混合料(不成浆)。
粘度测试:
对本组实施例1-11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41样品粘度测试结果
从表中数据可知,如果不对生物质进行压缩,其是很难在油中分散成浆得到高含量的生物质浆液的,而本发明通过对粉碎粒径的控制和先用水对生物质粉末中的孔隙和孔道进行占位,避免了制浆过程中油性流动介质进入到生物质粉末的孔隙或孔道中,节省了油性流动介质的用量,所得浆液流动性好,含量高。
本组实施例提供的生物质孔隙进行预填充的配浆方法,通过对生物质进行粉碎、压缩、再粉碎、孔隙填充、研磨制浆这一工艺流程,使得生物质在油中的含量达到40-60wt%,而浆液的粘度仅为500-1000mPa·s(50℃)。
本组方案通过各步骤的配合,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,能够使生物质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,颗粒间的孔隙大幅缩小,物料之间结合紧密,驱除大量孔隙中的空气。
本组方案中将生物质粉末与少量水进行混合,使水分子填充到生物质粉末的孔隙或孔道中,然后再与油性流动介质进行混合制浆,避免了油性流动介质进入到生物质的孔隙或孔道中,最终使得本发明所得浆液生物质含量提高的同时,浆液的粘度降低、流动性好,便于输送,满足后续处理工艺的进料要求,提高装置的利用效率,而且工艺简单,不需要额外的添加剂,节约了油性流动介质用量,经济环保。
本组提供的生物质孔隙进行预填充的配浆方法,通过控制原料压缩的温度、压力及再粉碎的粒度等参数,还可以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,物料间结合得更为致密,同时随着再粉碎粒度的控制,在配浆时固液结合更好,从而降低浆液的粘度,增加浆液整体的流动性。
第二十二组,生物质+孔隙填充
实施例1
一种生物质直接配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集树叶,其含水率为<20wt%,然后采用球磨机粉碎,过100目筛,得秸秆粉末;
(2)取100kg步骤(1)的粉碎后的树叶粉末与20kg的水混合;
(3)将步骤(2)所得树叶粉末混合物与110kg餐厨废弃油混合、采用搅拌机研磨制浆,研磨制浆时间为10min,得到树叶含量为43.5%的生物质浆液。
实施例2
一种生物质直接配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集木屑,所述木屑来源于废旧木质建材,其含水率为10-18wt%,然后采用锤片式磨粉碎,过 100目筛,得木屑粉末;
(2)取100kg步骤(1)粉碎后的木屑粉末与10kg的水混合;
(3)将步骤(2)所得木屑粉末混合物与160kg洗油混合、研磨制浆15min,得到木屑含量为37.0wt%的浆液。
实施例3
一种生物质直接配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集红藻,其含水率为70-90wt%,风干至其含水率低于20wt%,采用球磨机粉碎,过100目筛,得红藻粉末;
(2)取100kg步骤(1)粉碎后的红藻粉末与15kg的水混合;
(3)将步骤(2)所得的红藻粉末混合物与120kg废机油、研磨制浆12min,得到红藻含量为42.6wt%的浆液。
实施例4
一种生物质直接配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集褐藻,其含水率为70-90wt%,烘干至其含水率低于20wt%,然后采用齿式粉碎机粉碎,过100目筛,得褐藻粉末;
(2)将20kg的水加热制成水蒸气,然后与100kg步骤(1)粉碎后的褐藻粉末混合;
(3)将步骤(2)所得褐藻粉末混合物与140kg酸败油混合、研磨制浆14min,得到褐藻含量为38.5wt%的浆液。
实施例5
一种生物质直接配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集花生油渣,其含水率为5-15wt%,然后采用齿式粉碎机粉碎,过100目筛,得花生油渣粉末;
(2)将5kg的水加热制成水蒸气,然后与100kg步骤(1)的花生油渣粉末混合;
(3)将步骤(2)所得花生油渣粉末混合物与135kg餐厨废弃油混合、采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为16分钟,得到花生油渣含量为41.7wt%的浆液。
实施例6
一种生物质直接配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集大豆油渣,其含水率为5-15wt%,然后采用球磨机粉碎,过100目筛,得大豆油渣粉末;
(2)将7kg的水加热制成水蒸气,然后与100kg步骤(1)的大豆油渣粉末混合;
(3)将步骤(2)所得大豆油渣粉末混合物与155kg渣油混合、采用分散机进行制浆,研磨制浆的时间为17分钟,得到大豆油渣含量为38.2wt%的浆液。
实施例7
一种生物质直接配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集木屑,所述木屑来源于废旧木质家具,其含水率为10-18wt%,然后采用齿式粉碎机粉碎至粒径为1-2cm;然后再次粉碎处理,过100目筛,得木屑粉末;
(2)将16kg的水加热制成水蒸气,然后与100kg步骤(1)的木屑粉末混合;
(3)将步骤(2)所得木屑粉末混合物与125kg废润滑油混合、采用胶体磨研磨制浆12min,得到木屑含量为41.5wt%的浆液。
实施例8
一种生物质直接配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集木屑和绿藻,所述木屑来源于废旧木质家具,其含水率为10-18wt%,所述绿藻的含水率为 70-90wt%,烘干至含水率低于20wt%,然后采用齿式粉碎机分别粉碎至粒径为1-2cm;继续采用齿式粉碎机粉碎处理,过100目筛,得木屑和绿藻混合粉末;
(2)将15kg的水加热制成水蒸气,然后与100kg步骤(1)的木屑和绿藻粉末混合;
(3)将步骤(2)所得木屑和绿藻粉末混合物与145kg废润滑油混合、采用胶体磨研磨制浆12min,得到木屑和绿藻含量为38.5wt%的浆液。
实施例9
一种生物质直接配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆,其含水率为5-15wt%,然后采用球磨机进行粉碎,过100目筛;
(2)取100kg步骤(1)粉碎后的秸秆粉末与20kg的水混合;
(3)将步骤(3)所得秸秆粉末混合物与100kg餐厨废弃油混合、采用搅拌机研磨制浆,研磨制浆时间为10min,得到秸秆含量为45.5%的秸秆浆液。
实施例10
一种生物质直接配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆,其含水率为10-20wt%,然后采用锤片式磨粉碎,过100目筛;
(2)取100kg步骤(2)粉碎后的秸秆粉末与12kg的水混合;
(3)将步骤(2)所得秸秆粉末混合物与150kg洗油混合、研磨制浆15min,得到秸秆含量为38.2wt%的浆液。
实施例11
一种提高秸秆在油中含量的方法,包括以下步骤:
(1)收集花生秸秆,其含水率为10-20wt%,采用齿式粉碎机粉碎,过100目筛,得秸秆粉末;
(2)取100kg步骤(1)粉碎后的秸秆粉末与16kg的水混合;
(3)将步骤(2)所得的秸秆粉末混合物与110kg废机油、研磨制浆18min,得到秸秆含量为44.2wt%的浆液。
对比例1(烘干处理)
一种秸秆在油中制浆的方法,包括以下步骤:
(1)对收集的小麦秸秆进行烘干脱水,烘干脱水温度为60℃,烘干脱水时间为4h,然后采用齿式粉碎机粉碎过100目筛,得秸秆粉末;
(2)将步骤(1)的100kg秸秆粉末与130kg餐厨废弃油混合、采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到秸秆含量为43.5wt%的混合料(不成浆)。
对比例2(二次粉碎)
一种秸秆在油中制浆的方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆,其含水率为10-20wt%,采用齿式粉碎机粉碎至粒径为1-2cm,然后再继续粉碎处理,过100目筛;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆粉末与130kg餐厨废弃油进行混合、采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到秸秆含量为43.5wt%的混合料(不成浆)。
粘度测试:
对本组实施例1-11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42样品粘度测试结果
从表中数据可知,如果不对生物质进行压缩和干燥或对孔隙进行占位处理,其是很难在油中分散成浆得到高含量的生物质浆液的,而本发明通过对粉碎粒径的控制和先用水对生物质粉末中的孔隙和孔道进行占位,避免了制浆过程中油性流动介质进入到生物质粉末的孔隙或孔道中,节省了油性流动介质的用量,所得浆液流动性好,含量高。
本组提供的生物质直接配浆方法,通过对生物质进行粉碎、孔隙填充、研磨制浆这一工艺流程,使得生物质在油中的含量达到30-46wt%,而浆液的粘度仅为500-1000mPa·s(50℃)。
本组通过各步骤的配合,对粉碎步骤中粒度的控制和研磨制浆步骤的控制,能够使生物质物材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,颗粒间的孔隙大幅缩小,物料之间结合紧密,驱除大量孔隙中的空气。
本组方案中将生物质粉末与少量水进行混合,使水分子填充到生物质粉末的孔隙或孔道中,然后再与油性流动介质进行混合制浆,避免了油性流动介质进入到生物质的孔隙或孔道中,最终使得本发明所得浆液含量提高的同时,浆液的粘度降低、流动性好,便于输送,满足后续处理工艺的进料要求,提高装置的利用效率,而且工艺简单,不需要额外的添加剂,节约了油性流动介质用量,经济环保。
第二十三组,生物质+煤,压缩+孔隙填充
实施例1
一种生物质孔隙进行预填充后与煤混合的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集胡麻油渣,其含水率为5-15wt%,然后采用球磨机粉碎至粒径为1-2cm;
(2)将步骤(1)粉碎后的油渣采用压片机进行压缩成型,压缩压力为3MPa,压缩温度为30℃;
(3)将步骤(2)压缩成型后的油渣采用球磨机再次粉碎处理,过100目筛,得油渣粉末;
(4)取97kg步骤(4)的油渣粉末与20kg的水混合;
(5)褐煤原料预处理:收集褐煤3kg,然后粉碎至粒径为1-2cm;
(6)将步骤(4)所得油渣混合物,步骤(5)所得的煤粉与55kg废液压油混合、采用搅拌机研磨制浆,研磨制浆时间为8min,得到油渣含量为55.4%的油渣浆液。
实施例2
一种生物质孔隙进行预填充后与煤混合的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集油菜渣,其含水率为5-15wt%,然后采用锤片式磨粉碎至粒径为1-2cm;
(2)将步骤(1)粉碎后的油菜渣采用压条机进行压缩成型,压缩压力为0.5MPa,压缩温度为60℃;
(3)将步骤(2)压缩成型后的油菜渣采用锤片式磨再次粉碎处理,过100目筛,得油菜渣粉末;
(4)取95kg步骤(3)的油菜渣粉末与10kg的水混合;
(5)褐煤原料预处理:收集褐煤5kg,然后粉碎至粒径为1-2cm;
(6)将步骤(5)所得煤粉,步骤(4)所得的油菜渣混合物与110kg废润滑油混合、研磨制浆15min,得到油渣含量为43.2wt%的浆液。
实施例3
一种生物质孔隙进行预填充后与煤混合的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集松木木屑,其含水率为10-18wt%,粉碎至粒径为1-2cm;
(2)将步骤(1)粉碎后的木屑采用压片机进行压缩成型,压缩压力为1MPa,压缩温度为40℃;
(3)将步骤(2)压缩成型后的木屑采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得木屑粉末;
(4)取98kg步骤(3)的木屑粉末与15kg的水混合;
(5)褐煤原料预处理:收集褐煤2kg,然后粉碎至粒径为1-2cm;
(6)将步骤(5)所得的煤粉,步骤(4)所得的木屑混合物与100kg废变压器油、研磨制浆10min,得到木屑含量为45.6wt%的浆液。
实施例4
一种生物质孔隙进行预填充后与煤混合的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集榉木木屑,其含水率为15-20wt%,然后采用齿式粉碎机粉碎至粒径为1-2cm;
(2)将步骤(1)粉碎后的木屑采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2MPa,压缩温度为50℃;
(3)将步骤(2)压缩成型后的木屑采用齿式粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得木屑粉末;
(4)将20kg的水加热制成水蒸气,然后与96kg步骤(3)的木屑粉末混合;
(5)褐煤原料预处理:收集褐煤4kg,然后粉碎至粒径为1-2cm;
(6)将步骤(5)所得煤粉与步骤(4)所得的木屑混合物与80kg废切削油混合、研磨制浆9min,得到木屑含量为48wt%的浆液。
实施例5
一种生物质孔隙进行预填充后与煤混合的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集银杏树叶,其含水率为<20wt%,然后采用齿式粉碎机粉碎至粒径为1-2cm;
(2)将步骤(1)粉碎后的银杏树叶采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为50℃;
(3)将步骤(2)压缩成型后的树叶采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得树叶粉末;
(4)将18kg的水加热制成水蒸气,然后与95kg步骤(3)的树叶粉末混合;
(5)褐煤原料预处理:收集褐煤5kg,然后粉碎至粒径为1-2cm;
(6)将步骤(5)所得煤粉,步骤(4)所得的树叶混合物与110kg餐厨废弃油混合、采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到树叶含量为41.7wt%的浆液。
实施例6
一种生物质孔隙进行预填充后与煤混合的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集梧桐树叶,其含水率为<20wt%,然后采用球磨机粉碎至粒径为1-2cm;
(2)将步骤(1)粉碎后的树叶采用压片机进行压缩成型,压缩压力为2.5MPa,压缩温度为35℃;
(3)将步骤(2)压缩成型后的树叶采用棒磨机再次粉碎处理,过100目筛,得树叶粉末;
(4)将16kg的水加热制成水蒸气,然后与96kg步骤(3)的树叶粉末混合;
(5)褐煤原料预处理:收集褐煤4kg,然后粉碎至粒径为1-2cm;
(6)将步骤(5)所得煤粉,步骤(4)所得的树叶混合物与115kg渣油混合、采用分散机进行制浆,研磨制浆的时间为8分钟,得到树叶含量为41.6wt%的浆液。
实施例7
一种生物质孔隙进行预填充后与煤混合的配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集桉树叶,其含水率为<20wt%,然后采用齿式粉碎机粉碎至粒径为1-2cm;
(2)将步骤(1)粉碎后的树叶采用压条机进行压缩成型,压缩压力为2MPa,压缩温度为50℃;
(3)将步骤(2)压缩成型后的树叶采用齿式粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得树叶粉末;
(4)将8kg的水加热制成水蒸气,然后与97kg步骤(3)的树叶粉末混合;
(5)褐煤原料预处理:收集褐煤3kg,然后粉碎至粒径为1-2cm;
(6)将步骤(5)所得煤粉,步骤(4)所得树叶混合物与90kg废润滑油混合、研磨制浆,得到树叶含量为49.0wt%的浆液。
实施例8
一种生物质与煤共同制浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆和褐煤,其中秸秆的含水率为5-20wt%,然后将秸秆和煤采用球磨机分别粉碎至粒径为1-2cm;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆和褐煤采用压片机分别进行压缩成型,压缩压力为3MPa,压缩温度为30℃;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆和煤分别采用球磨机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末和煤粉末;
(4)取90kg步骤(3)的秸秆粉末与18kg的水混合;
(5)将步骤(4)所得秸秆粉末混合物、10kg煤粉末与110kg餐厨废弃油混合、采用搅拌机研磨制浆,研磨制浆时间为8min,得到秸秆含量为39.5wt%的浆液。
实施例9
一种生物质与煤共同制浆方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆和泥煤,其中秸秆的含水率为10-20wt%,然后将秸秆和煤采用球磨机分别粉碎至粒径为1-2cm;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆和煤采用压片机分别进行压缩成型,压缩压力为0.5MPa,压缩温度为60℃;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆和煤分别采用锤片式磨再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末和煤粉末;
(4)取98kg步骤(3)的秸秆粉末与9.8kg的水混合;
(5)将步骤(4)所得秸秆粉末混合物、2kg煤粉末与55kg洗油混合、采用胶体磨研磨制浆,研磨制浆时间为15min,得到秸秆含量为59.5wt%的浆液。
实施例10
一种生物质与煤共同制浆方法,包括以下步骤:
(1)收集花生秸秆和烟煤,秸秆含水率为8-20wt%,将秸秆和煤分别粉碎至粒径为1-2cm;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆和煤分别采用压片机进行压缩成型,压缩压力为1MPa,压缩温度为 40℃;
(3)将步骤(2)压缩成型后的秸秆和煤分别采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末和煤粉末;
(4)取95kg步骤(3)的秸秆粉末与5kg的水混合;
(5)将步骤(4)所得的秸秆粉末混合物、5kg煤粉末与100kg渣油、研磨制浆10min,得到秸秆含量为46.3wt%的浆液。
对比例1(不压缩)
一种生物质在油中制浆的方法,包括以下步骤:
(1)对收集的花生秸秆进行烘干脱水,烘干脱水温度为60℃,烘干脱水时间为4h,然后采用齿式粉碎机粉碎至粒径为1-2cm,得秸秆粉末;
(2)将步骤(1)的100kg秸秆粉末与100kg渣油混合、采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为10分钟,得到秸秆含量为50wt%的混合料(不成浆)。
对比例2(不占位)
一种生物质在油中制浆的方法,包括以下步骤:
(1)对收集的花生秸秆进行烘干脱水,烘干脱水温度为60℃,烘干脱水时间为4h,然后采用齿式粉碎机粉碎至粒径为1-2cm;
(2)将步骤(1)粉碎后的秸秆采用压条机进行压缩成型,压缩压力为1MPa,压缩温度为40℃;
(3)将步骤(2)压缩成型后的100kg秸秆进行粗粉碎,过100目筛,然后与100kg渣油进行混合、采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为10分钟,得到秸秆含量为50wt%的浆液。
粘度测试:
对本组实施例1-10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43样品粘度测试结果
从表中数据可知,如果不对生物质进行干燥、压缩,其是很难在油中分散成浆的。对比例2对生物质进行压缩处理后,能够成浆,但是浆液粘度较大,不便于后续管道输送。
本组提供的生物质孔隙进行预填充后与煤混合的配浆方法,通过对生物质进行粉碎、压缩、再粉碎、孔隙填充、研磨制浆这一工艺流程,使得生物质在油中的含量达到35-60wt%,而浆液的粘度仅为 500-1000mPa·s(50℃)。
本组方案通过各步骤的配合,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,能够使生物质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,颗粒间的孔隙大幅缩小,物料之间结合紧密,驱除大量孔隙中的空气。
本组方案将生物质粉末与少量水进行混合,使水分子填充到混合物粉末的孔隙中,然后再与油性流动介质进行混合制浆,避免了油性流动介质进入到生物质与煤粉的孔隙中,最终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,满足后续处理工艺的进料要求,提高装置的利用效率,而且工艺简单,不需要额外的添加剂,节约了油性流动介质用量,经济环保。
本组方案生物质孔隙进行预填充后与煤混合的配浆方法,通过控制原料压缩的温度、压力及再粉碎的粒度等参数,还可以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,物料间结合得更为致密,同时随着再粉碎粒度的控制,在配浆时固液结合更好,从而降低浆液的粘度,增加浆液整体的流动性。
本组方案在配浆中掺杂少量的煤,是考虑到生物质中普遍含有的木质素,木质素在热解时可以形成苯氧自由基以及其他反应性自由基,此些自由基在低温下对于煤基有着很重要的热解作用。这些自由基是高效的活性中间体,能够使得煤中的亚甲基断裂,从而促进煤的解聚,进而实现降低成本的效果。
第二十四组,生物质+煤,孔隙填充
实施例1
一种生物质和煤的直接配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集胡麻油渣,其含水率为5-15wt%,然后采用球磨机粉碎至粒径为1-2cm;
(2)将步骤(1)得到的油渣采用球磨机再次粉碎处理,过100目筛,得油渣粉末;
(3)取97kg步骤(2)的油渣粉末与20kg的水混合;
(4)褐煤原料预处理:收集褐煤3kg,然后粉碎至粒径为1-2cm;
(5)将步骤(3)所得油渣混合物,步骤(4)所得的煤粉与90kg废液压油混合、采用搅拌机研磨制浆,研磨制浆时间为8min,得到油渣含量为46.2%的油渣浆液。
实施例2
一种生物质和煤的直接配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集油菜渣,其含水率为5-15wt%,然后采用锤片式磨粉碎至粒径为1-2cm;
(2)将步骤(1)得到的油菜渣采用锤片式磨再次粉碎处理,过100目筛,得油菜渣粉末;
(3)取95kg步骤(2)的油菜渣粉末与10kg的水混合;
(4)褐煤原料预处理:收集褐煤5kg,然后粉碎至粒径为1-2cm;
(5)将步骤(4)所得煤粉,步骤(3)所得的油菜渣混合物与115kg废润滑油混合、研磨制浆15min,得到油渣含量为42.2wt%的浆液。
实施例3
一种生物质和煤的直接配浆方法,包括以下步骤:
(2)收集松木木屑,其含水率为10-18wt%,粉碎至粒径为1-2cm;
(2)将步骤(1)得到的木屑采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得木屑粉末;
(3)取98kg步骤(2)的木屑粉末与15kg的水混合;
(4)褐煤原料预处理:收集褐煤2kg,然后粉碎至粒径为1-2cm;
(5)将步骤(4)所得的煤粉,步骤(3)所得的木屑混合物与110kg废变压器油、研磨制浆10min,得到木屑含量为43.6wt%的浆液。
实施例4
一种生物质和煤的直接配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集榉木木屑,其含水率为15-20wt%,然后采用齿式粉碎机粉碎至粒径为1-2cm;
(2)将步骤(1)得到的木屑采用齿式粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得木屑粉末;
(3)将20kg的水加热制成水蒸气,然后与96kg步骤(2)的木屑粉末混合;
(4)褐煤原料预处理:收集褐煤4kg,然后粉碎至粒径为1-2cm;
(5)将步骤(4)所得煤粉与步骤(3)所得的木屑混合物与90kg废切削油混合、研磨制浆9min,得到木屑含量为45.7wt%的浆液。
实施例5
一种生物质和煤的直接配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集银杏树叶,其含水率为<20wt%,然后采用齿式粉碎机粉碎至粒径为1-2cm;
(2)将步骤(1)得到的树叶采用气流粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得树叶粉末;
(3)将18kg的水加热制成水蒸气,然后与95kg步骤(2)的树叶粉末混合;
(4)褐煤原料预处理:收集褐煤5kg,然后粉碎至粒径为1-2cm;
(5)将步骤(4)所得煤粉,步骤(3)所得的树叶混合物与115kg餐厨废弃油混合、采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到树叶含量为40.8wt%的浆液。
实施例6
一种生物质和煤的直接配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集梧桐树叶,其含水率为<20wt%,然后采用球磨机粉碎至粒径为1-2cm;
(2)将步骤(1)得到的树叶采用棒磨机再次粉碎处理,过100目筛,得树叶粉末;
(3)将16kg的水加热制成水蒸气,然后与96kg步骤(2)的树叶粉末混合;
(4)褐煤原料预处理:收集褐煤4kg,然后粉碎至粒径为1-2cm;
(5)将步骤(4)所得煤粉,步骤(3)所得的树叶混合物与120kg渣油混合、采用分散机进行制浆,研磨制浆的时间为8分钟,得到树叶含量为40.7wt%的浆液。
实施例7
一种生物质和煤的直接配浆方法,包括以下步骤:
(1)收集桉树叶,其含水率为<20wt%,然后采用齿式粉碎机粉碎至粒径为1-2cm;
(2)将步骤(1)得到的树叶采用齿式粉碎机再次粉碎处理,过100目筛,得树叶粉末;
(3)将8kg的水加热制成水蒸气,然后与97kg步骤(2)的树叶粉末混合;
(4)褐煤原料预处理:收集褐煤3kg,然后粉碎至粒径为1-2cm;
(5)将步骤(4)所得煤粉,步骤(3)所得树叶混合物与100kg废润滑油混合、研磨制浆,得到树叶含量为46.6wt%的浆液。
实施例8
一种生物质与煤共同制浆方法,包括以下步骤:
(1)收集玉米秸秆和褐煤,其中秸秆的含水率为5-20wt%,然后将秸秆和煤采用球磨机分别粉碎,过 100目筛,得秸秆粉末和煤粉末;
(2)取92kg步骤(1)的秸秆粉末与18.4kg的水混合;
(3)将步骤(2)所得秸秆粉末混合物、8kg煤粉末与100kg餐厨废弃油混合、采用搅拌机研磨制浆,研磨制浆时间为8min,得到秸秆含量为42.1wt%的浆液。
实施例9
一种生物质与煤共同制浆方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆和泥煤,其中秸秆的含水率为10-20wt%,然后将秸秆和煤采用球磨机分别粉碎,过100目筛,得秸秆粉末和煤粉末;
(2)取90kg步骤(1)的秸秆粉末与9kg的水混合;
(3)将步骤(2)所得秸秆粉末混合物、10kg煤粉末与110kg洗油混合、采用胶体磨研磨制浆,研磨制浆时间为15min,得到秸秆含量为41.1wt%的浆液。
实施例10
一种秸秆与煤共同制浆方法,包括以下步骤:
(1)收集小麦秸秆和气煤,秸秆含水率为8-20wt%,然后将秸秆和煤分别采用齿式粉碎机粉碎至粒径为1-2cm,然后再采用气流粉碎机分别进行粉碎处理,过100目筛,得秸秆粉末和煤粉末;
(2)将12kg的水加热制成水蒸气,然后与94kg步骤(1)的秸秆粉末混合;
(3)将步骤(2)所得秸秆粉末混合物、6kg煤粉末与130kg餐厨废弃油混合、采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到秸秆含量为38.8wt%的浆液。
对比例1(烘干处理)
一种生物质在油中制浆的方法,包括以下步骤:
(1)对收集的小麦秸秆进行烘干脱水,烘干脱水温度为60℃,烘干脱水时间为4h,然后采用齿式粉碎机粉碎,过100目筛,得秸秆粉末;
(2)将步骤(1)的100kg秸秆粉末与130kg餐厨废弃油混合、采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到秸秆含量为43.5wt%的混合料(不成浆)。
对比例2(二次粉碎)
一种生物质在油中制浆的方法,包括以下步骤:
对收集的小麦秸秆,其含水率为10-20wt%,然后采用齿式粉碎机粉碎至粒径为1-2cm;再次进行粉碎,过100目筛,将100kg秸秆粉末与130kg餐厨废弃油进行混合、采用胶体磨进行研磨制浆,研磨制浆的时间为15分钟,得到秸秆含量为43.5wt%的浆液。
粘度测试:
对本组实施例1-10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44样品粘度测试结果
从表中数据可知,如果不对秸秆进行干燥、压缩,其是很难在油中分散成浆的。
本组提供的生物质和煤的直接配浆方法,通过对生物质进行粉碎、再粉碎、孔隙填充、研磨制浆这一工艺流程,使得生物质在油中的固含量达到35-50wt%,而浆液的粘度仅为600-1000mPa·s(50℃)。
本组方案通过各步骤的配合,尤其是对两次粉碎步骤中粒度的控制、以及研磨制浆步骤的控制,能够使生物质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,颗粒间的孔隙大幅缩小,物料之间结合紧密,驱除大量孔隙中的空气。
本组方案将生物质粉末与少量水进行混合,使水分子填充到混合物粉末的孔隙中,然后再与油性流动介质进行混合制浆,避免了油性流动介质进入到生物质与煤粉的孔隙中,最终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,满足后续处理工艺的进料要求,提高装置的利用效率,而且工艺简单,不需要额外的添加剂,节约了油性流动介质用量,经济环保。
本组方案中生物质和煤的直接配浆方法,通过控制再粉碎的粒度等参数,还可以实现调整浆液的粘度。随着温度的提高,物料内部孔隙结构被破坏得更加彻底,物料间结合得更为致密,同时随着再粉碎粒度的控制,在配浆时固液结合更好,从而降低浆液的粘度,增加浆液整体的流动性。
本组方案在配浆中掺杂少量的煤,是考虑到生物质中普遍含有的木质素,木质素在热解时可以形成苯氧自由基以及其他反应性自由基,此些自由基在低温下对于煤基有着很重要的热解作用。这些自由基是高效的活性中间体,能够使得煤中的亚甲基断裂,从而促进煤的解聚,进而实现降低成本的效果。
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。而由此所引申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 (49)
1.一种生物质的配浆方法,其特征在于,包括以下步骤:
原料预处理:收集生物质,粉碎至粒径为0.2-1微米;
压缩:将粉碎后的生物质进行压缩成型;
二次粉碎:将压缩成型后的生物质再次粉碎处理,粉碎至粒径为80-120目,得生物质粉末;
孔隙填充:将生物质粉末与油混合,其中油的用量为生物质粉末质量的40-100%;
配浆:将所得混合物与水混合,其中水的用量为生物质粉末质量的0.1-10%,研磨制浆,得到生物质浆液。
2.根据权利要求1所述的生物质的配浆方法,其特征在于,
所述孔隙填充:将生物质粉末与部分油混合,其中油的用量为生物质粉末质量的10-40%;
配浆:将所得混合物与水混合,其中水的用量占生物质粉末质量的0.1-10%,然后再与剩余的油混合,研磨制浆,得到生物质浆液。
3.根据权利要求1或2所述的生物质的配浆方法,其特征在于,还包括在二次粉碎步骤中加入催化剂,具体为:
二次粉碎:将压缩成型后的生物质再次粉碎处理,粉碎至粒径为80-120目,然后与催化剂混合,得生物质粉末。
4.根据权利要求1所述的生物质的配浆方法,其特征在于,还包括在配浆过程中加入催化剂,具体为:
配浆:先将催化剂与水混合,然后与孔隙填充步骤中所得混合物混合,其中水的用量为生物质粉末质量的0.1-10%,研磨制浆,得到生物质浆液。
5.根据权利要求2所述的生物质的配浆方法,其特征在于,还包括在配浆过程中加入催化剂,具体为:
配浆:先将催化剂与水混合,其中水的用量占生物质粉末质量的0.1-10%,然后再与上述步骤所得混合物、剩余的油混合,研磨制浆,得到生物质浆液。
6.根据权利要求1所述的生物质的配浆方法,其特征在于,还包括在孔隙填充过程中加入催化剂,具体为:
孔隙填充:将催化剂与油混合,然后与生物质粉末混合,其中油的用量为生物质质量的40-100%。
7.根据权利要求2所述的生物质的配浆方法,其特征在于,还包括在孔隙填充过程中加入催化剂,具体为:
孔隙填充:将催化剂与部分油混合,然后与生物质粉末混合,其中部分油的用量为生物质粉末质量的10-40%。
8.根据权利要求1或2所述的生物质的配浆方法,其特征在于,还包括在原料预处理步骤中加入催化剂,具体为:
原料预处理:收集生物质,与催化剂混合,粉碎至粒径为0.2-1微米。
9.根据权利要求1或2所述的生物质的配浆方法,其特征在于,还包括在压缩步骤中加入催化剂,具体为:
压缩:将粉碎后的生物质与催化剂混合,进行压缩成型。
10.根据权利要求1或2所述的生物质的配浆方法,其特征在于,还包括在二次粉碎步骤中加入催化剂,具体为:
二次粉碎:将压缩成型后的生物质与催化剂混合,再次粉碎处理,粉碎至粒径为80-120目,得生物质和催化剂的混合粉末。
11.根据权利要求1所述的生物质的配浆方法,其特征在于,还包括在配浆步骤中加入催化剂,具体为:
配浆:将孔隙填充步骤所得混合物与催化剂混合,然后再与水混合,其中水的用量为生物质粉末质量的0.1-10%,研磨制浆,得到生物质浆液。
12.根据权利要求2所述的生物质的配浆方法,其特征在于,还包括在配浆步骤中加入催化剂,具体为:
配浆:将所得混合物与催化剂混合,然后与水混合,其中水的用量占生物质粉末质量的0.1-10%,最后再与剩余的油混合,研磨制浆,得到生物质浆液。
13.根据权利要求1所述的生物质的配浆方法,其特征在于,还包括在配浆步骤中加入催化剂,具体为:
配浆:将所得混合物与水混合,其中水的用量为生物质粉末质量的0.1-10%,研磨制浆,然后与催化剂混合均匀,得到生物质浆液。
14.根据权利要求2所述的生物质的配浆方法,其特征在于,还包括在配浆步骤中加入催化剂,具体为:
配浆:将所得混合物与水混合,其中水的用量占生物质粉末质量的0.1-10%,然后再与剩余的油混合,研磨制浆,最后与催化剂混合均匀,得到生物质浆液。
15.根据权利要求1-14任一项所述的生物质的配浆方法,其特征在于,所述孔隙填充步骤中,生物质粉末与油在1-100托的负压下混合。
16.根据权利要求15所述的生物质的配浆方法,其特征在于,所述压缩成型后物料的真密度在0.75-1.5kg/m3之间。
17.根据权利要求15所述的生物质的配浆方法,其特征在于,所述压缩步骤中,压缩压力为0.5-5MPa,压缩温度为30-60℃。
18.根据权利要求15所述的生物质的配浆方法,其特征在于,所述催化剂的用量为生物质质量的0.1-10%。
19.根据权利要求15所述的生物质的配浆方法,其特征在于,所述研磨制浆的时间为8-20分钟。
20.一种生物质的配浆方法,其特征在于,包括以下步骤:
生物质预处理:收集生物质,粉碎至粒径为0.2-1微米;
生物质压缩:将粉碎后的生物质进行压缩成型;
生物质二次粉碎:将压缩成型后的生物质再次粉碎处理,粉碎至粒径为80-120目,得生物质粉末;
煤预处理:收集煤,粉碎至粒径为5-15微米;
煤压缩:对粉碎后的煤粉进行压缩成型;
煤二次粉碎:对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,得煤粉;
孔隙填充:将生物质粉末先与煤粉混合,然后与油混合,其中油的用量为生物质粉末和煤粉总质量的40-100%;
配浆:将所得混合物与水混合,其中水的用量为生物质粉末和煤粉总质量的0.1-10%,研磨制浆,得到生物质浆液。
21.根据权利要求20所述的生物质的配浆方法,其特征在于,
所述孔隙填充:将生物质粉末先与煤粉混合,然后与部分油混合,其中部分油的用量为生物质粉末和煤粉总质量的10-40%;
配浆:将所得混合物与水混合,其中水的用量占生物质粉末和煤粉总质量的0.1-10%,然后再与剩余的油混合,研磨制浆,得到生物质浆液。
22.根据权利要求20或21所述的生物质的配浆方法,其特征在于,还包括在生物质二次粉碎步骤中加入催化剂,具体为:
生物质二次粉碎:将压缩成型后的生物质再次粉碎处理,粉碎至粒径为80-120目,然后与催化剂混合,得生物质粉末。
23.根据权利要求20所述的生物质的配浆方法,其特征在于,还包括在煤二次粉碎步骤中加入催化剂,具体为:
煤二次粉碎:对压缩成型后的煤再次粉碎处理,粉碎至粒径为100-200目,与催化剂混合,得煤混合粉末;
孔隙填充:将生物质粉末与油混合,其中油的用量为生物质、煤和催化剂总质量的40-100%,得生物质粉末混合物;
配浆:将煤混合粉末与水混合,其中水的用量为生物质、煤和催化剂总质量的0.1-10%,然后与生物质粉末混合物混合,研磨制浆,得到生物质浆液。
24.根据权利要求23所述的生物质的配浆方法,其特征在于,
所述孔隙填充:将生物质粉末先与部分油混合,其中部分油的用量为生物质、煤和催化剂总质量的10-40%,得生物质粉末混合物;
配浆:将煤混合粉末与水混合,其中水的用量占生物质粉末质量和煤混合粉末总质量的0.1-10%,然后再与生物质粉末混合物、剩余的油混合,研磨制浆,得到生物质浆液。
25.根据权利要求20所述的生物质的配浆方法,其特征在于,还包括在孔隙填充步骤中加入催化剂,具体为:
孔隙填充:将催化剂与煤粉混合,然后与油混合,其中油的用量为生物质粉末、煤粉和催化剂总质量的40-100%,得煤粉混合物,最后与生物质粉末混合;
配浆:将所得混合物与水混合,其中水的用量为生物质粉末、煤粉和催化剂总质量的0.1-10%,研磨制浆,得到生物质浆液。
26.根据权利要求25所述的生物质的配浆方法,其特征在于,
所述孔隙填充:将催化剂与煤粉混合,然后与部分油混合,其中部分油的用量为生物质粉末、煤粉和催化剂总质量的30-60%,得煤粉混合物,再与生物质粉末混合;
配浆:将所得混合物与水混合,其中水的用量占生物质粉末、煤粉和催化剂总质量的0.1-10%,然后再与剩余的油混合,研磨制浆,得到生物质浆液。
27.根据权利要求20或21所述的生物质的配浆方法,其特征在于,还包括在生物质预处理步骤中加入催化剂,具体为:
生物质预处理:收集生物质,与催化剂混合,然后粉碎至粒径为0.2-1微米。
28.根据权利要求20或21所述的生物质的配浆方法,其特征在于,还包括在生物质压缩步骤中加入催化剂,具体为:
生物质压缩:将粉碎后的生物质与催化剂共同进行压缩成型。
29.根据权利要求20或21所述的生物质的配浆方法,其特征在于,还包括在生物质二次粉碎步骤中加入催化剂,具体为:
生物质二次粉碎:将压缩成型后的生物质与催化剂混合,再次粉碎处理,粉碎至粒径为80-120目,得生物质粉末。
30.根据权利要求20所述的生物质的配浆方法,其特征在于,还包括在配浆步骤中加入催化剂,具体为:
配浆:将孔隙填充步骤所得混合物先与催化剂混合,再与水混合,其中水的用量为生物质、煤粉和催化剂总质量的0.1-10%,研磨制浆,得到生物质浆液;
或者,将孔隙填充步骤所得混合物先与水混合,其中水的用量为生物质粉末、煤粉和催化剂总质量的0.1-10%,然后再与催化剂混合,研磨制浆,得到生物质浆液。
31.根据权利要求30所述的生物质的配浆方法,其特征在于,
孔隙填充:将生物质粉末先与煤粉混合,然后与部分油混合,其中部分油的用量为生物质、煤粉和催化剂总质量的10-40%;
配浆:将孔隙填充所得混合物先与催化剂混合,再与水混合,其中水的用量占生物质、煤粉和催化剂总质量的0.1-10%,然后再与剩余的油混合,研磨制浆,得到生物质浆液;
或者,将孔隙填充所得混合物先与水混合,再与催化剂混合,其中水的用量占生物质粉末、煤粉和催化剂总质量的0.1-10%,然后再与剩余的油混合,研磨制浆,得到生物质浆液。
32.根据权利要求20所述的生物质的配浆方法,其特征在于,生物质和煤进行共同预处理,具体为:
原料预处理:分别收集生物质和煤,将生物质粉碎至粒径为0.2-1微米,将煤粉碎至粒径为5-15微米,将粉碎后的生物质、煤和催化剂混合;
或者,收集生物质和煤,将生物质、煤和催化剂混合,粉碎至粒径为5-15微米;
压缩成型:将初粉碎后的原料进行压缩成型;
二次粉碎:将压缩成型后的物料再次粉碎处理,粉碎至粒径为80-120目,得生物质粉末;
孔隙填充:将生物质粉末与油混合,其中油的用量为生物质、煤和催化剂总质量的40-100%;
配浆:将所得混合物与水混合,其中水的用量为生物质、煤和催化剂总质量的0.1-10%,研磨制浆,得到生物质浆液。
33.根据权利要求32所述的生物质的配浆方法,其特征在于,
孔隙填充:将生物质粉末与部分油混合,其中油的用量为生物质、煤和催化剂总质量的10-40%;
配浆:将所得混合物与水混合,其中水的用量占生物质、煤和催化剂总质量的0.1-10%,然后再与剩余的油混合,研磨制浆,得到生物质浆液。
34.根据权利要求32或33所述的生物质的配浆方法,其特征在于,生物质和煤共同进行压缩成型,具体为:
原料预处理:分别收集生物质和煤,将生物质粉碎至粒径为0.2-1微米,将煤粉碎至粒径为5-15微米,将粉碎后的生物质和煤混合;
压缩成型:将初粉碎后的原料进行压缩成型;
二次粉碎:将压缩成型后的物料与催化剂混合,再次粉碎处理,粉碎至粒径为80-120目,得生物质粉末,
或者,将压缩成型后的物料再次粉碎处理,粉碎至粒径为80-120目,然后与催化剂混合,得生物质粉末。
35.根据权利要求16所述的生物质的配浆方法,其特征在于,生物质和煤共同进行粉碎,具体为:
原料预处理:收集生物质和煤,将生物质和煤混合,并粉碎至粒径为0.2-1微米。
36.根据权利要求20-35任一项所述的生物质的配浆方法,其特征在于,所述孔隙填充步骤中在1-100托的负压下混合。
37.根据权利要求36所述的生物质的配浆方法,其特征在于,所述压缩成型后物料的真密度在0.75-2.0kg/m3之间。
38.根据权利要求36所述的生物质的配浆方法,其特征在于,所述压缩步骤中,压缩压力为0.5-10MPa,压缩温度为30-70℃。
39.根据权利要求36所述的生物质的配浆方法,其特征在于,以生物质粉末与煤粉的总质量计,生物质粉末的质量占95-99wt%,煤粉的含量占1-5wt%;
所述催化剂的用量为生物质和煤总质量的0.1-8%。
40.根据权利要求36所述的生物质的配浆方法,其特征在于,所述研磨制浆的时间为8-20分钟。
41.一种生物质的配浆方法,其特征在于,包括以下步骤:
原料预处理:收集生物质并控制含水率低于20wt%,粉碎至粒径小于100目;
孔隙填充:将生物质粉末与水混合,其中水的用量占生物质粉末质量的20%以下;
制浆:将所得生物质粉末混合物与油性流动介质混合,其中油性流动介质的用量为生物质粉末质量的1-1.6倍,研磨制浆,得到生物质浆液。
42.根据权利要求41所述的生物质的配浆方法,其特征在于,还在孔隙填充步骤之前还包括压缩步骤,具体为:
原料预处理:收集生物质并控制含水率低于20wt%,粉碎至粒径为1-2cm;
压缩:将粉碎后的生物质进行压缩成型;
粉碎:将压缩成型后的生物质再次粉碎处理,粉碎至粒径小于100目,得生物质粉末混合物;
其中,油性流动介质的用量为生物质粉末质量的0.55-1.2倍,优选的为0.7-1倍。
43.根据权利要求41所述的生物质的配浆方法,其特征在于,还包括在制浆步骤中加入煤粉,具体为:
制浆:收集煤,然后粉碎至粒径为1-2cm;将所得生物质粉末混合物,煤粉及油性流动介质混合,其中油性流动介质的用量为生物质粉末与煤粉总质量的0.9-1.3倍,优选的为1-1.2倍,研磨制浆,得到生物质煤粉混合物浆液。
44.根据权利要求42所述的生物质的配浆方法,其特征在于,还包括在制浆步骤中加入煤粉,具体为:
制浆:收集煤粉,然后粉碎至粒径为1-2cm;将所得生物质粉末混合物,煤粉及油性流动介质混合,其中油性流动介质的用量为生物质粉末与煤粉总质量的0.55-1.15倍,优选的为0.8-1倍,研磨制浆,得到生物质煤粉混合物浆液。
45.根据权利要求41-44任一项所述的生物质的配浆方法,其特征在于,所述孔隙充步骤中,先将水加热成水蒸气,然后再与生物质粉末混合。
46.根据权利要求41所述的生物质的配浆方法,其特征在于,所述孔隙填充步骤中,水的用量占生物质粉末质量的8-16%;
所述研磨制浆的时间为10-20分钟;
所述粉碎步骤为先将秸秆粉碎至粒径为1-2cm,然后再二次粉碎,粉碎至粒径小于100目;
所得浆液的粘度为500-1000mPa·s(50℃)。
47.根据权利要求42所述的生物质的配浆方法,其特征在于,所述孔隙填充步骤中,水的用量占生物质粉末质量的5-20%;
所述压缩成型步骤中,压缩压力为0.5-5MPa,压缩温度为30-60℃;
所述研磨制浆的时间为8-20分钟;
所得浆液的粘度为500-1000mPa·s(50℃)。
48.根据权利要求43所述的生物质的配浆方法,其特征在于,所述孔隙填充步骤中,水的用量占生物质和煤总质量的8-15%;
以生物质粉末与煤粉的总质量计,生物质的含量为90-99wt%,煤粉的含量为1-10wt%;
所得浆液的粘度为600-1000mPa·s(50℃)。
49.根据权利要求44所述的生物质的配浆方法,其特征在于,所述孔隙填充步骤中,水的用量占生物质粉末和煤总质量的10-15%;
所述压缩成型步骤中,压缩压力为0.5-3MPa,压缩温度为30-60℃;
以生物质粉末与煤粉的总质量计,生物质的含量为90-99wt%,煤粉的含量为1-10wt%;
所述研磨制浆的时间为8-15分钟;
所得浆液的粘度为500-1000mPa·s(50℃)。
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