CN112063442A - 猪粪生物油的制备方法以及猪粪制生物沥青和应用 - Google Patents

猪粪生物油的制备方法以及猪粪制生物沥青和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN112063442A
CN112063442A CN202010995488.1A CN202010995488A CN112063442A CN 112063442 A CN112063442 A CN 112063442A CN 202010995488 A CN202010995488 A CN 202010995488A CN 112063442 A CN112063442 A CN 112063442A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pig manure
oil
bio
asphalt
biological
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010995488.1A
Other languages
English (en)
Inventor
张久鹏
王玲
王慧
吕磊
景宇飞
王瑞林
周维锋
贺文栋
张明亮
张宏飞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changan University
Original Assignee
Changan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changan University filed Critical Changan University
Priority to CN202010995488.1A priority Critical patent/CN112063442A/zh
Publication of CN112063442A publication Critical patent/CN112063442A/zh
Priority to PCT/CN2021/070763 priority patent/WO2022057168A1/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11BPRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
    • C11B1/00Production of fats or fatty oils from raw materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L95/00Compositions of bituminous materials, e.g. asphalt, tar, pitch
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/02Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11BPRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
    • C11B1/00Production of fats or fatty oils from raw materials
    • C11B1/02Pretreatment
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/74Recovery of fats, fatty oils, fatty acids or other fatty substances, e.g. lanolin or waxes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

本发明属于道路工程沥青材料技术领域,涉及一种猪粪生物油的制备方法包括如下步骤:1)猪粪经过预处理后得到猪粪颗粒;2)采用快速热裂解液化工艺对步骤1)得到的猪粪颗粒进行热解液化,得到猪粪制生物油,从而解决猪粪固体废弃物带来的污染问题,实现猪粪的高附加值利用,具有重要的环保和经济价值;基于猪粪生物油替代基质沥青得到猪粪制生物沥青用于道路铺装,实现可持续筑路材料对沥青的替代,解决石油资源枯竭带来的沥青资源紧缺问题。本发明制备简单易操作,高效便利,原料成本低廉,路用性能更好,节约资源,保护环境,循环利用废弃物,具有良好的应用推广前景。

Description

猪粪生物油的制备方法以及猪粪制生物沥青和应用
技术领域
本发明属于道路工程沥青材料技术领域,涉及一种猪粪生物油的制备方法以及猪粪制生物沥青和应用。
背景技术
随着经济以及公路事业的发展,沥青的消耗量不断增加,而路用沥青胶结料的主要来源是石油,据统计,现在的石油需求及消费趋势,世界上已探明的石油储量,只够几十年之用,因此,石油面临着供求失衡的危机,这使得研究者发现更多石油沥青的代替品。
目前,生猪养殖产业向规模化和精细化的方向升级,大规模的生猪养殖面临的一个问题就是大量的猪粪如何处理,如何提高猪粪固体废弃物循环利用价值,实现猪粪的高附加值利用,是研究人员一直探索的问题。
近年来,道路研究人员发现猪粪可以通过特殊工艺变成生物油,替代沥青用于沥青路面的铺筑。这样既解决了猪粪固体废弃物堆积造成的环境污染问题,又实现了可持续筑路材料对沥青的替代,解决了石油资源枯竭带来的沥青资源紧缺问题。
但目前已有的生物沥青研究中,生物油来源主要有热裂解液化工艺得到的植物基生物油和高压液化工艺得到的动物粪便基生物油,采取高压液化工艺一般反应物的反应时间约需10-45分钟,而快速热裂解液化工艺是一个瞬间完成的过程,时间极短,反应时间一般只需几秒,相比于高压液化工艺,热裂解液化工艺更加高效便利。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供一种猪粪生物油的制备方法,解决猪粪固体废弃物带来的污染问题,实现猪粪的高附加值利用,具有重要的环保和经济价值,简单易操作、高效便利、原料成本低廉。
同时,本发明基于猪粪生物油替代石油沥青得到猪粪制生物沥青实现可持续筑路材料对沥青的替代,解决石油资源枯竭带来的沥青资源紧缺问题。用于道路铺装时,路用性能更好,具有良好的应用推广前景。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种猪粪生物油的制备方法,包括如下步骤:
1)猪粪经过预处理后得到猪粪颗粒;
2)猪粪颗粒预热后,采用快速热裂解液化工艺对预热的猪粪颗粒进行热裂解液化,得到猪粪生物油。
进一步的,所述步骤1)中猪粪的预处理过程是,猪粪在85~100℃烘干后,粉碎得到猪粪颗粒。
进一步的,所述猪粪颗粒的粒径为0.5~2mm。
进一步的,所述步骤2)中猪粪的热裂解液化过程是,猪粪颗粒在氮气的作用下由下至上通过流化床反应器,在无氧环境下猪粪颗粒与流化床反应器内的石英石升温预热,在升温预热的过程中发生热裂解液化反应,生成的气体在氮气的带动下进入两级旋风分离装置,经两级分离后,气体中的固体产物生物炭分离沉积出来,剩余气体依次经过一级冷凝装置、二级冷凝装置和三级冷凝装置,分离得到猪粪生物油。
进一步的,所述热裂解液化反应的温度为400~600℃,时间为1~2s。
一种猪粪制生物沥青,包括基质沥青和猪粪生物油;所述猪粪生物油是权利要求1-5任一项所述的制备方法制备的。
进一步的,所述猪粪生物油的质量占猪粪制生物沥青总质量的5%~20%。
进一步的,所述猪粪生物油质量占猪粪制生物沥青总质量的15%。
一种猪粪制生物沥青中猪粪生物油在改善猪粪制生物沥青稳定性方面的应用。
本发明的有益效果是
1、本发明提出用热裂解液化工艺对猪粪进行处理得到猪粪制生物油;本发明的原料采用猪粪固体废弃物,充分循环利用再生资源,具有良好的经济和社会效益。
2、本发明工艺明确,制备的猪粪制生物沥青可以部分取代石油沥青用于道路铺筑上,猪粪制生物油可以改善猪粪制生物沥青的稳定性,使得猪粪制生物沥青具备优良的高温性能和抵抗变形能力,绿色环保、节能减排。
3、本发明提供的热裂解液化猪粪的方法得到猪粪生物油,进一步制成猪粪制生物沥青,简单易操作、高效便利、原料成本低廉、路用性能更好,为节约资源、保护环境和循环利用废弃物开辟了新方法,具有良好的应用推广前景。
附图说明
图1为裂解时间1s,温度不同条件下得到的猪粪制生物沥青试样未老化的车辙因子结果图;
图2为裂解时间2s,温度不同条件下得到的猪粪制生物沥青试样未老化的车辙因子结果图;
图3为裂解时间1s,温度不同条件下得到的猪粪制生物沥青试样RTFO短期老化后的车辙因子结果图;
图4为裂解时间2s,温度不同条件下得到的猪粪制生物沥青试样RTFO短期老化后的车辙因子结果图;
图5为裂解时间1s,温度不同条件下得到的猪粪制生物沥青试样PAV长期老化后的疲劳因子结果图;
图6为裂解时间2s,温度不同条件下得到的猪粪制生物沥青试样PAV长期老化后的疲劳因子结果图。
具体实施方式
现结合附图以及实施例对本发明做详细的说明。
本发明提供的猪粪生物油的制备方法,包括如下步骤:
1)猪粪经过预处理后得到猪粪颗粒;
2)猪粪颗粒预热后,采用快速热裂解液化工艺对预热的猪粪颗粒进行热裂解液化,得到猪粪生物油。
本发明中,步骤1)中猪粪的预处理过程是,猪粪在85~100℃烘干后,粉碎得到猪粪颗粒。猪粪颗粒的粒径为0.5~2mm。
本发明中,步骤2)中猪粪的热裂解液化过程是,猪粪颗粒在氮气的作用下由下至上通过流化床反应器,在无氧环境下猪粪颗粒与流化床反应器内的石英石升温预热,在升温预热的过程中发生热裂解液化反应,生成的气体在氮气的带动下进入两级旋风分离装置,经两级分离后,气体中的固体产物生物炭分离沉积出来,剩余气体依次经过一级冷凝装置、二级冷凝装置和三级冷凝装置,分离得到猪粪生物油。
热裂解液化反应的温度为400~600℃,时间为1~2s。
本发明提供的猪粪制生物沥青,包括基质沥青和猪粪生物油;猪粪生物油是在热裂解液化条件下制备的。
本发明提供的猪粪生物油的质量占猪粪制生物沥青总质量的5%~20%。
优选地,猪粪生物油质量占猪粪制生物沥青总质量的15%。
本发明中,猪粪制生物沥青中猪粪生物油在改善猪粪制生物沥青稳定性方面的应用。
实施例1
本实施例中,猪粪生物油的制备方法包括以下步骤:
1)猪粪在100℃条件下烘干,粉碎至直径2mm粉末状猪粪颗粒;
2)在温度400℃和1s反应时间条件下,对猪粪进行热裂解液化得到猪粪生物油。
热裂解液化的具体过程是:经过脱水粉碎处理的猪粪颗粒在氮气作用下,从下自上快速通过流化床的反应器,在无氧环境下猪粪颗粒与反应器内的热石英石以1000℃/s的升温速率迅速升温预热至400℃,猪粪颗粒在快速升温预热的过程中,1s就发生热裂解液化反应,生成的气体(气体内的组成包括CO、H2、CH4等复合气体)在氮气的带动下来动两级旋风分离装置,气体中含有的固体产物生物炭在两级旋风分离装置中被分离沉积,气体后续经过一级冷凝装置、二级冷凝装置和三级冷凝装置将猪粪生物油和未冷凝的不凝性气体分离出来。
本实施例中,猪粪制生物沥青包括基质沥青和猪粪生物油;猪粪生物油是在热裂解液化条件下制备的。猪粪生物油的质量占猪粪制生物沥青总质量的5%。
本实施例中,猪粪制生物沥青是采用X型叶片搅拌机搅拌,将140℃基质沥青与90℃预热的生物油,在130℃的反应温度下,以转速3000r/min,搅拌30min制备得到。
实施例2
本实施例中,猪粪生物油的制备方法包括以下步骤:
1)猪粪在90℃条件下烘干,粉碎至直径0.5mm以下粉末状猪粪颗粒;
2)在温度400℃和2s反应时间条件下,对猪粪进行热裂解液化得到猪粪生物油。
本实施例热裂解液化的具体过程是:经过脱水粉碎处理的猪粪颗粒在氮气作用下,从下自上快速通过流化床的反应器,在无氧环境下猪粪颗粒与反应器内的热石英石以1000℃/s的升温速率迅速升温预热至400℃,猪粪颗粒在快速升温预热的过程中,2s就发生热裂解液化反应,生成的气体(气体内的组成包括CO、H2、CH4等复合气体)在氮气的带动下来动两级旋风分离装置,气体中含有的固体产物生物炭在两级旋风分离装置中被分离沉积,气体后续经过一级冷凝装置、二级冷凝装置和三级冷凝装置将猪粪生物油和未冷凝的不凝性气体分离出来。
本实施例中,猪粪制生物沥青包括基质沥青和猪粪生物油;猪粪生物油是在热裂解液化条件下制备的。猪粪生物油的质量占猪粪制生物沥青总质量的20%。
实施例3
本实施例中,猪粪生物油的制备方法包括以下步骤:
1)猪粪在100℃条件下烘干,粉碎至直径2mm以下粉末状猪粪颗粒;
2)在温度450℃和1s反应时间条件下,对猪粪进行热裂解液化得到猪粪生物油。
本实施例,热裂解液化的具体过程是:经过脱水粉碎处理的猪粪颗粒在氮气作用下,从下自上快速通过流化床的反应器,在无氧环境下猪粪颗粒与反应器内的热石英石以1000℃/s的升温速率迅速升温预热至450℃,猪粪颗粒在快速升温预热的过程中,1s就发生热裂解液化反应,生成的气体(气体内的组成包括CO、H2、CH4等复合气体)在氮气的带动下来动两级旋风分离装置,气体中含有的固体产物生物炭在两级旋风分离装置中被分离沉积,气体后续经过一级冷凝装置、二级冷凝装置和三级冷凝装置将猪粪生物油和未冷凝的不凝性气体分离出来。
本实施例中,猪粪制生物沥青包括基质沥青和猪粪生物油;猪粪生物油是在热裂解液化条件下制备的。猪粪生物油的质量占猪粪制生物沥青总质量的12%。
实施例4
本实施例中,猪粪生物油的制备方法包括以下步骤:
1)猪粪在100℃条件下烘干,粉碎至直径2mm以下粉末状猪粪颗粒;
2)在温度450℃和2s反应时间条件下,对猪粪进行热裂解液化得到猪粪生物油。
本实施例,热裂解液化的具体过程是:经过脱水粉碎处理的猪粪颗粒在氮气作用下,从下自上快速通过流化床的反应器,在无氧环境下猪粪颗粒与反应器内的热石英石以1000℃/s的升温速率迅速升温预热至450℃,猪粪颗粒在快速升温预热的过程中,2s就发生热裂解液化反应,生成的气体(气体内的组成包括CO、H2、CH4等复合气体)在氮气的带动下来动两级旋风分离装置,气体中含有的固体产物生物炭在两级旋风分离装置中被分离沉积,气体后续经过一级冷凝装置、二级冷凝装置和三级冷凝装置将猪粪生物油和未冷凝的不凝性气体分离出来。
本实施例中,猪粪制生物沥青包括基质沥青和猪粪生物油;猪粪生物油是在热裂解液化条件下制备的。猪粪生物油的质量占猪粪制生物沥青总质量的15%。
实施例5
本实施例中,猪粪生物油的制备方法包括以下步骤:
1)猪粪在100℃条件下烘干,粉碎至直径2mm以下粉末状猪粪颗粒;
2)在温度500℃和1s反应时间条件下,对猪粪进行热裂解液化得到猪粪生物油。
本实施例热裂解液化的具体过程是:经过脱水粉碎处理的猪粪颗粒在氮气作用下,从下自上快速通过流化床的反应器,在无氧环境下猪粪颗粒与反应器内的热石英石以1000℃/s的升温速率迅速升温预热至500℃,猪粪颗粒在快速升温预热的过程中,1s就发生热裂解液化反应,生成的气体(气体内的组成包括CO、H2、CH4等复合气体)在氮气的带动下来动两级旋风分离装置,气体中含有的固体产物生物炭在两级旋风分离装置中被分离沉积,气体后续经过一级冷凝装置、二级冷凝装置和三级冷凝装置将猪粪生物油和未冷凝的不凝性气体分离出来。
本实施例中,猪粪制生物沥青包括基质沥青和猪粪生物油;猪粪生物油是在热裂解液化条件下制备的。猪粪生物油的质量占猪粪制生物沥青总质量的15%。
实施例6
本实施例中,猪粪生物油的制备方法包括以下步骤:
1)猪粪在100℃条件下烘干,粉碎至直径2mm以下粉末状猪粪颗粒;
2)在温度500℃和2s反应时间条件下,对猪粪进行热裂解液化得到猪粪生物油。
本实施例热裂解液化的具体过程是:经过脱水粉碎处理的猪粪颗粒在氮气作用下,从下自上快速通过流化床的反应器,在无氧环境下猪粪颗粒与反应器内的热石英石以1000℃/s的升温速率迅速升温预热至500℃,猪粪颗粒在快速升温预热的过程中,2s就发生热裂解液化反应,生成的气体(气体内的组成包括CO、H2、CH4等复合气体)在氮气的带动下来动两级旋风分离装置,气体中含有的固体产物生物炭在两级旋风分离装置中被分离沉积,气体后续经过一级冷凝装置、二级冷凝装置和三级冷凝装置将猪粪生物油和未冷凝的不凝性气体分离出来。
本实施例中,猪粪制生物沥青包括基质沥青和猪粪生物油;猪粪生物油是在热裂解液化条件下制备的。猪粪生物油的质量占猪粪制生物沥青总质量的8%。
实施例7
本实施例中,猪粪生物油的制备方法包括以下步骤:
1)猪粪在100℃条件下烘干,粉碎至直径2mm以下粉末状猪粪颗粒;
2)在温度550℃和1s反应时间条件下,对猪粪进行热裂解液化得到猪粪生物油。
本实施例热裂解液化的具体过程是:经过脱水粉碎处理的猪粪颗粒在氮气作用下,从下自上快速通过流化床的反应器,在无氧环境下猪粪颗粒与反应器内的热石英石以1000℃/s的升温速率迅速升温预热至550℃,猪粪颗粒在快速升温预热的过程中,1s就发生热裂解液化反应,生成的气体(气体内的组成包括CO、H2、CH4等复合气体)在氮气的带动下来动两级旋风分离装置,气体中含有的固体产物生物炭在两级旋风分离装置中被分离沉积,气体后续经过一级冷凝装置、二级冷凝装置和三级冷凝装置将猪粪生物油和未冷凝的不凝性气体分离出来。
本实施例中,猪粪制生物沥青包括基质沥青和猪粪生物油;猪粪生物油是在热裂解液化条件下制备的。猪粪生物油的质量占猪粪制生物沥青总质量的15%。
实施例8
本实施例中,猪粪生物油的制备方法包括以下步骤:
1)猪粪在100℃条件下烘干,粉碎至直径2mm以下粉末状猪粪颗粒;
2)在温度550℃和2s反应时间条件下,对猪粪进行热裂解液化得到猪粪生物油。
本实施例热裂解液化的具体过程是:经过脱水粉碎处理的猪粪颗粒在氮气作用下,从下自上快速通过流化床的反应器,在无氧环境下猪粪颗粒与反应器内的热石英石以1000℃/s的升温速率迅速升温预热至550℃,猪粪颗粒在快速升温预热的过程中,2s就发生热裂解液化反应,生成的气体(气体内的组成包括CO、H2、CH4等复合气体)在氮气的带动下来动两级旋风分离装置,气体中含有的固体产物生物炭在两级旋风分离装置中被分离沉积,气体后续经过一级冷凝装置、二级冷凝装置和三级冷凝装置将猪粪生物油和未冷凝的不凝性气体分离出来。
本实施例中,猪粪制生物沥青包括基质沥青和猪粪生物油;猪粪生物油是在热裂解液化条件下制备的。猪粪生物油的质量占猪粪制生物沥青总质量的20%。
实施例9
本实施例中,猪粪生物油的制备方法包括以下步骤:
1)猪粪在100℃条件下烘干,粉碎至直径2mm以下粉末状猪粪颗粒;
2)在温度600℃和1s反应时间条件下,对猪粪进行热裂解液化得到猪粪生物油。
本实施例热裂解液化的具体过程是:经过脱水粉碎处理的猪粪颗粒在氮气作用下,从下自上快速通过流化床的反应器,在无氧环境下猪粪颗粒与反应器内的热石英石以1000℃/s的升温速率迅速升温预热至600℃,猪粪颗粒在快速升温预热的过程中,1s就发生热裂解液化反应,生成的气体(气体内的组成包括CO、H2、CH4等复合气体)在氮气的带动下来动两级旋风分离装置,气体中含有的固体产物生物炭在两级旋风分离装置中被分离沉积,气体后续经过一级冷凝装置、二级冷凝装置和三级冷凝装置将猪粪生物油和未冷凝的不凝性气体分离出来。
本实施例中,猪粪制生物沥青包括基质沥青和猪粪生物油;猪粪生物油是在热裂解液化条件下制备的。猪粪生物油的质量占猪粪制生物沥青总质量的5%。
实施例10
本实施例中,猪粪生物油的制备方法包括以下步骤:
1)猪粪在100℃条件下烘干,粉碎至直径2mm以下粉末状猪粪颗粒;
2)在温度600℃和2s反应时间条件下,对猪粪进行热裂解液化得到猪粪生物油。
本实施例热裂解液化的具体过程是:经过脱水粉碎处理的猪粪颗粒在氮气作用下,从下自上快速通过流化床的反应器,在无氧环境下猪粪颗粒与反应器内的热石英石以1000℃/s的升温速率迅速升温预热至600℃,猪粪颗粒在快速升温预热的过程中,2s就发生热裂解液化反应,生成的气体(气体内的组成包括CO、H2、CH4等复合气体)在氮气的带动下来动两级旋风分离装置,气体中含有的固体产物生物炭在两级旋风分离装置中被分离沉积,气体后续经过一级冷凝装置、二级冷凝装置和三级冷凝装置将猪粪生物油和未冷凝的不凝性气体分离出来。
本实施例中,猪粪制生物沥青包括基质沥青和猪粪生物油;猪粪生物油是在热裂解液化条件下制备的。猪粪生物油的质量占猪粪制生物沥青总质量的15%。
为了进一步说明本发明制备的猪粪制生物沥青性能的优越性,进行以下验证。
试验1
试验组:本发明实施1~实施例10得到的猪粪制生物沥青
对比组1:70#基质沥青的技术指标,如表2所示;
对比组2:基质沥青的施工技术要求,如表2所示;
试验方法:采用本领域常规测试方法及按照中华人民共和国行业标准JTGE20-2011测试,试验组提供的10组猪粪制生物沥青的针入度、软化点以及延度等性能指标。测试结如表1所示。
表1不同热裂解条件下猪粪制生物沥青的指标结果
实施例 裂解温度/℃ 反应时间/s 针入度/0.1mm 软化点/℃ 延度/cm
1 400 1 59 51.0 97.3
2 400 2 60 50.6 99.2
3 450 1 60 50.6 99.5
4 450 2 62 50.2 99.9
5 500 1 64 50.1 100.1
6 500 2 65 50.0 100.9
7 550 1 66 49.7 101.6
8 550 2 66 49.5 101.8
9 600 1 67 47.7 102.1
10 600 2 68 47.3 102.5
表2 70#基质沥青技术指标和道路沥青技术要求
试验指标 70#基质沥青 技术要求
针入度(25℃)/(0.1mm) 72 60~80
软化点/℃ 48.9 ≥45
对比表1,表2的结果可以得出:
1)本发明制备的猪粪制生物沥青,其中,实施例1的针入度/0.1mm为59,比沥青技术要求(针入度/0.1mm为60~80)的略低;除此之外,本发明实施例1制备的猪粪制生物沥青其他性能、实施例2-10制备的猪粪制生物沥青的所有性能均满足道路沥青的技术要求;
2)本发明实施例1-10提供的猪粪制生物沥青,在25℃时的针入度均低于70#基质沥青的针入度,这说明相比于普通沥青和70#基质沥青,采用本发明裂解方法制备的猪粪制生物沥青具有优良的抵抗变形能力;
3)实施例1-8的软化点在49.5-51之间(高于70#基质沥青的软化点为48.9),实施例9、实施例10的软化点分别为47.7和47.3(低于70#基质沥青的软化点48.9);但是本发明制备的猪粪制生物沥青平均软化点为49.67(高于70#基质沥青的软化点),这说明相比于普通沥青和70#基质沥青,采用本发明裂解方法制备的猪粪制生物沥青具有优良的高温稳定性。
试验2
试验组:本发明实施1~实施例10得到的猪粪制生物沥青试样
对比组1:基质沥青试样;
试验过程:对试验组和对比组进行疲劳试验,分别得到试样的未老化的车辙因子G*﹒sinδ(KPa)、RTFO短期老化后的车辙因子G*﹒sinδ(KPa)以及PAV长期老化后的疲劳因子G*﹒sinδ(KPa),其结果如图1-6所示。
参见图1-6可以发现,随着生物油热解温度的升高和反应时间的延长,生物沥青的高温稳定性逐渐降低;在相同的热解温度下,延长裂化反应时间可以适当地提高粘合剂的低温抗裂性;同时猪粪制生物油的添加降低了生物沥青的疲劳性能和低温抗裂性,因此,本实施例1-10提供的猪粪制生物沥青的高温稳定性要比基质沥青的高温稳定性更好。尤其是当裂解温度550℃和反应时间1s下生产的猪粪制生物油制备的生物沥青性能最好,具有优良的高温性能和抵抗变形能力,且其疲劳性能、低温抗裂性能未有明显降低。
采用本发明提供的热裂解液化工艺得到的猪粪制生物沥青,三大性能指标优良,具有优良的高温性能和抵抗变形能力,可广泛应用于道路、铁路、航空、建筑业、农业、水利工程、工业等各行业。本发明制备简单易操作,高效便利,原料成本低廉,路用性能更好,节约资源,保护环境,循环利用废弃物,具有良好的应用推广前景。

Claims (9)

1.一种猪粪生物油的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:
1)猪粪经过预处理后得到猪粪颗粒;
2)猪粪颗粒预热后,采用热裂解液化工艺对预热的猪粪颗粒进行热裂解液化,得到猪粪生物油。
2.根据权利要求1所述的猪粪生物油的制备方法,其特征在于:所述步骤1)中猪粪的预处理过程是,猪粪在85~100℃烘干后,粉碎得到猪粪颗粒。
3.根据权利要求2所述的猪粪生物油的制备方法,其特征在于:所述猪粪颗粒的粒径为0.5~2mm。
4.根据权利要求1所述的猪粪生物油的制备方法,其特征在于:所述步骤2)中猪粪的热裂解液化过程是,
猪粪颗粒在氮气的作用下由下至上通过流化床反应器,在无氧环境下猪粪颗粒与流化床反应器内的石英石升温预热,在升温预热的过程中发生热裂解液化反应,生成的气体在氮气的带动下进入两级旋风分离装置,经两级分离后,气体中的固体产物生物炭分离沉积出来,剩余气体依次经过一级冷凝装置、二级冷凝装置和三级冷凝装置,分离得到猪粪生物油。
5.根据权利要求4所述的猪粪生物油的制备方法,其特征在于:所述热裂解液化反应的温度为400~600℃,时间为1~2s。
6.一种猪粪制生物沥青,其特征在于:所述猪粪制生物沥青包括基质沥青和猪粪生物油;所述猪粪生物油是权利要求1-5任一项所述的制备方法制备的。
7.根据权利要求6所述的猪粪制生物沥青,其特征在于:所述猪粪生物油质量占猪粪制生物沥青总质量的5%~20%。
8.根据权利要求7所述的猪粪制生物沥青,其特征在于:所述猪粪生物油质量占猪粪制生物沥青总质量的15%。
9.一种如权利要求6所述的猪粪制生物沥青中猪粪生物油在改善猪粪制生物沥青稳定性方面的应用。
CN202010995488.1A 2020-09-21 2020-09-21 猪粪生物油的制备方法以及猪粪制生物沥青和应用 Pending CN112063442A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010995488.1A CN112063442A (zh) 2020-09-21 2020-09-21 猪粪生物油的制备方法以及猪粪制生物沥青和应用
PCT/CN2021/070763 WO2022057168A1 (zh) 2020-09-21 2021-01-08 猪粪生物油的制备方法以及猪粪制生物沥青和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010995488.1A CN112063442A (zh) 2020-09-21 2020-09-21 猪粪生物油的制备方法以及猪粪制生物沥青和应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112063442A true CN112063442A (zh) 2020-12-11

Family

ID=73680804

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010995488.1A Pending CN112063442A (zh) 2020-09-21 2020-09-21 猪粪生物油的制备方法以及猪粪制生物沥青和应用

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN112063442A (zh)
WO (1) WO2022057168A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114015463A (zh) * 2021-09-27 2022-02-08 山西省交通科技研发有限公司 一种木基生物质的高值化利用及其制备生物沥青的应用
WO2022057168A1 (zh) * 2020-09-21 2022-03-24 长安大学 猪粪生物油的制备方法以及猪粪制生物沥青和应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101899315A (zh) * 2010-07-14 2010-12-01 青岛大学 一种生物质热裂解制取生物油的装置
CN205839509U (zh) * 2016-05-19 2016-12-28 山西省交通科学研究院 一种经济适用型农村公路路面结构
CN106336673A (zh) * 2016-08-25 2017-01-18 深圳市市政设计研究院有限公司 一种生物油复配纳米硅藻土改性沥青及其制备方法
US20170260371A1 (en) * 2012-09-21 2017-09-14 North Carolina Agricultural And Technical State University Preparation and uses of bio-adhesives

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007211212A (ja) * 2006-02-13 2007-08-23 Livestock Research Inst Council Of Agriculture Executive Yuan 畜糞をバイオ燃料油に転化する方法とその反応槽構造
CN105154123B (zh) * 2015-07-13 2017-03-01 河南科技大学 一种生物质热裂解制备生物油系统
CN110577848B (zh) * 2019-09-09 2021-07-30 湖南农业大学 一种以猪粪为原料制备高品质生物油的方法
CN112063442A (zh) * 2020-09-21 2020-12-11 长安大学 猪粪生物油的制备方法以及猪粪制生物沥青和应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101899315A (zh) * 2010-07-14 2010-12-01 青岛大学 一种生物质热裂解制取生物油的装置
US20170260371A1 (en) * 2012-09-21 2017-09-14 North Carolina Agricultural And Technical State University Preparation and uses of bio-adhesives
CN205839509U (zh) * 2016-05-19 2016-12-28 山西省交通科学研究院 一种经济适用型农村公路路面结构
CN106336673A (zh) * 2016-08-25 2017-01-18 深圳市市政设计研究院有限公司 一种生物油复配纳米硅藻土改性沥青及其制备方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
周宇等: "生物沥青的研究性综述", 《住宅与房地产》 *
安瑞•达西亚等: "《生物能源(下册)》", 31 January 2018, 中国三峡出版社 *
尚斌: ""畜禽便热解特性试验研究"", 《工程科技Ⅰ辑》 *
朱国才等: "《生物质还原氧化锰矿工艺与技术》", 30 April 2014, 北京冶金工业出版社 *
马峰等: "美国生物沥青混合料路用性能的研究与应用", 《公路》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022057168A1 (zh) * 2020-09-21 2022-03-24 长安大学 猪粪生物油的制备方法以及猪粪制生物沥青和应用
CN114015463A (zh) * 2021-09-27 2022-02-08 山西省交通科技研发有限公司 一种木基生物质的高值化利用及其制备生物沥青的应用
CN114015463B (zh) * 2021-09-27 2024-03-22 山西省交通科技研发有限公司 一种木基生物质的高值化利用及其制备生物沥青的应用

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022057168A1 (zh) 2022-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104650937B (zh) 一种以低变质粉煤、重质油、焦油渣为原料制备型焦的方法
CN112063442A (zh) 猪粪生物油的制备方法以及猪粪制生物沥青和应用
CN101591819B (zh) 一种利用煤直接液化残渣制备的沥青基碳纤维及其制备方法
CN106701133B (zh) 一种低变质粉煤、沥青、焦油渣粉碎后成型干馏方法
CN103723728A (zh) 活性炭及利用煤直接液化残渣制备活性炭的方法
CN103436280B (zh) 利用煤直接液化残渣制备焦炭的方法
CN108203588A (zh) 一种氮气氛围低温热解处理废轮胎的方法
CN103740396A (zh) 改性沥青、煤直接液化高温沥青的改性方法及其应用
CN110283616B (zh) 一种废旧轮胎热裂解再生炭黑改性材料以及改性沥青
CN103739872B (zh) 一种废旧sbs改性沥青再生利用方法
CN114920497A (zh) 一种油页岩渣及干馏钻井油屑渣无害化利用的方法
CN102190898B (zh) 一种常温改性道路沥青的制备方法
CN103044939B (zh) 一种煤沥青制备的道路沥青及其制备方法
CN104987738A (zh) 废弃橡胶改性沥青
US11952540B2 (en) Method and apparatus for hydrocracking mineralized refuse pyrolysis oil
CN111138878A (zh) 温拌改性橡胶沥青及制备方法
CN106916611A (zh) 一种对用于煤直接液化反应的油煤浆进行预处理的方法
CN109355086A (zh) 一种废旧轮胎生产燃料油、焦炭的方法
CN112824456B (zh) 一种改性道路沥青材料及其制备方法
CN112080314A (zh) 一种改性生物沥青及其制备方法
CN109735120A (zh) 一种改性生物沥青材料及其制备方法与用途
CN114736699A (zh) 一种利用工业固废热解炭化产物制备替代燃料的方法以及该替代燃料的应用
CN107459825B (zh) 一种硬质沥青增量剂及其制备方法
CN114015463A (zh) 一种木基生物质的高值化利用及其制备生物沥青的应用
CN112029301A (zh) 一种废旧印刷线路板非金属粉改性沥青及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination