一种水草高值资源化回收利用的工艺制造技术

本申请公开了一种水草高值资源化回收利用的工艺，其工艺包括水草深度脱水、热解气化、产物净化收集、产物提质四个流程。详细工艺流程如下：将打捞的水草放置24~48小时，然后切碎，利用脱水剂进行深度脱水，脱水剂分离回收；将获得的固态产物送入无氧或者低氧的回转窑中连续的热解气化；将获得的气体进行冷凝分离净化干燥分别获得合成气和生物油，将获得的固体收集获得生物炭；根据实际需求，对所获得产物进行提质处理，实现了水草的高值资源化利用，并避免了二次污染。并避免了二次污染。并避免了二次污染。

【技术实现步骤摘要】
一种水草高值资源化回收利用的工艺


[0001]本专利技术属于生态水利和可再生能源领域，特别涉及水草高值资源化回收利用的工艺，该处理河湖中水草（水葫芦、水花生、水浮莲等）工艺适用于不同含水率、原材料不均一的生物质高值资源化利用。

技术介绍

[0002]随着城市化建设规模的扩大和经济的快速发展，河湖污染日趋严重，大量未经处理或者未经有效处理的生物污水和工农业生产废水排入了江河、湖泊、海洋，加剧了水体的富营养化，导致水草疯长，破坏水体的生态平衡，带来严重的生态环境问题。面对这日益突出的环境问题，物理打捞漂浮在水体表面的水草是解决问题的主要途径。但是打捞上来的水草如何处理处置是河湖治理面临的重要问题。
[0003]在每年的春夏秋季节，水草的日打捞量巨大，高达百万吨，而打捞上来的水草被倾倒到垃圾填埋场、冲沟或者水边洼地，长时间堆放容易腐烂产生异味，经过雨水的冲刷还易产生二次污染的问题。而水草作为生物质的重要组成部分，数量如此巨大的水草意味着蕴藏着巨大的生物质资源，但是由于水草的含水率高、有机质含量高、易腐烂、含有重金属等特点，因此，如何将水草在避免二次污染的基础上充分资源化回收利用，变废为宝，是当前面临的挑战。
[0004]特别地，由于水草的含水率高，无论采用哪种处理处置方法，均要考虑对水草进行脱水，但由于水草大部分水是与有机质结合水，所以脱水困难，脱水技术存在一定的问题，从而导致后续资源化利用的手段受到限制。而且目前针对水草的处理处置，也缺少规模化的工艺流程，因此本专利拟提出一种可以实现水草合理高效资源化处置，避免二次污染，实现资源的充分利用。

技术实现思路

[0005]解决的技术问题：本申请主要是提出一种水草高值资源化回收利用的工艺，解决现有技术中存在的水草打捞量巨大，含水率高，脱水困难、处理处置困难，资源利用率不高等技术问题，公开一种包括水草深度脱水、气化热解、产物净化收集、产物提质四个流程的工艺。将打捞的水草放置24~48小时，然后切碎，利用脱水剂进行深度脱水，脱水剂分离回收；将获得的固态产物送入无氧或者低氧的回转窑中连续的气化热解；将获得的气体进行冷凝分离净化干燥分别获得合成气和生物油，将获得的固体收集获得生物炭；根据实际需求，对所获得产物进行提质处理，实现了水草的高值资源化利用，并避免了二次污染。
[0006]技术方案：一种水草高值资源化回收利用的工艺，该工艺包括水草深度脱水、热解气化、产物净化收集、产物提质四个流程的工艺，将打捞的水草放置24~48小时，然后切碎，利用脱水剂进行深度脱水，脱水剂分离回收；将获得的固态产物送入无氧或者低氧的回转窑中连续的气化热解；将获得的气体进行冷凝分离净化干燥分别获得合成气和生物油，将获得的固体
收集获得生物炭；根据实际需求，对所获得产物进行提质处理，实现了水草的高值资源化利用，并避免了二次污染，具体包括如下步骤：第一步，将打捞的水草预处理自然放置24~48小时，水草含水率降为70
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85%，然后切碎至1
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5cm，将配置好的脱水剂与预处理后的水草在压力为0.1
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0.8Mpa容器中充分以100
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500 r/min的速度搅拌40min~60min，当水草的含水率降为5~15%时，停止搅拌，升压至常压，回收利用＞80%的脱水剂，将液固分离，得到固态深度脱水后的水草进入第二步；第二步：在封闭的回转窑通入N2，将回转窑中＞95%的空气排出，实现无氧或者低氧状态，并根据产物需要设置反应温度在300~600℃，待达到反应温度后，固态深度脱水后的水草通过螺旋进料器进入回转窑中进行热解气化，并由螺旋进料器控制进料量，水草热解气化的时间为10~30min，供第三步使用；第三步：将热解气化产生的热解气进行冷凝分离净化干燥分别获得合成气和生物油，收集固体获得生物炭，共第四步使用；第四步：获得产物合成气、生物油和生物炭直接使用或根据实际应用需求进行提质；所述合成气用于回转窑的预热气中、或通过深度净化接入居民的民用燃气管网中、或通过进一步的裂解重整获得更高品质的化学制品；所述生物油通过进一步添加催化剂提质作为生物柴油和乙醇；所述生物炭根据其性质作为土壤改良剂、作为吸附剂吸附重金属污染物、作为燃料，进一步提质部分或完全取代商用活性炭；第五步：水草的生物炭直接应用于河湖岸边护堤的材料，过滤、吸附、净化雨水和工农业污水中的重金属污染物，同时由于其吸水性和含有丰富的氮磷，有助于护堤的植物生长，有利于生态护堤的实现。
[0007]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述第一步中脱水剂由80~95%的活性组分与5%~15%的助剂组分在压力为0.1
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0.8Mpa条件下充分混合而成。作为本专利技术的一种优选技术方案：所述活性组分为L
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DME，且在完成脱水后可实现分离回收。
[0008]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述助剂组分为酶。
[0009]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述酶为裂解酶。
[0010]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述第二步所述的热解气化反应炉为封闭式的回转窑，回转窑适应水草的不均一性，避免了卡顿和堵塞，实现水草均匀的热解气化，并由螺旋进料器根据反应器的运行情况及时调整水草的进料速率，并起到了密封作用。
[0011]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述第三步所述的合成气、生物油和生物炭根据需要调整反应温度、在反应炉的时间及氧气的含量获得不同质量比的产物，冷凝分离净化干燥。
[0012]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述裂解酶为纤维素酶和/或果胶酶。
[0013]有益效果：本申请所述水草高值资源化回收利用的工艺采用的以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、本专利技术所述的深度脱水，可以通过脱水剂的活性成分和助剂实现在微加压的条件下实现将水草的含水率降低到15%~5%。一方面，此方法相较于机械脱水、干化脱水等方法具有更强的可操作性，更能实现规模化脱水；一方面，其脱水所用的仪器简单，并且脱水剂可以实现80%以上的回收利用率，成本低；另一方面，该方法可以在较低能耗下实现含水率
的深度降低，脱水率高。
[0014]2、本专利技术所述的热解气化反应炉为封闭式的回转窑，可以满足水草的不均性，防止出现堆积、结块和阻塞，适用于不同种类水草同时多种或一种的热解反应。
[0015]3、本专利技术所述的水草高值资源化回收利用的工艺，实现了水草的深度脱水，为水草的后续资源化提供了更多可能，且通过控制回转窑的反应温度、反应时间、氧含量等可以获得不同的气、液、固产物，并且通过进一步提质为其更广阔的应用提供了可能。且针对水草生长的特殊性，可以在河湖岸边就近建厂，产生的生物炭直接应用于护堤，有助于绿色护堤、生态护堤的实现。
[0016]附图说明：图1为本申请水草高值资源化回收利用的工艺流程图。
具体实施方式
[0017]下面结合说明书附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。
[0018]实施例1一种水草高值资本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水草高值资源化回收利用的工艺，其特征在于，该工艺包括水草深度脱水、热解气化、产物净化收集、产物提质四个流程的工艺，将打捞的水草放置24~48小时，然后切碎，利用脱水剂进行深度脱水，脱水剂分离回收；将获得的固态产物送入无氧或者低氧的回转窑中连续的气化热解；将获得的气体进行冷凝分离净化干燥分别获得合成气和生物油，将获得的固体收集获得生物炭；根据实际需求，对所获得产物进行提质处理，实现了水草的高值资源化利用，并避免了二次污染，具体包括如下步骤：第一步，将打捞的水草预处理自然放置24~48小时，水草含水率降为70
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85%，然后切碎至1
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5cm，将配置好的脱水剂与预处理后的水草在压力为0.1
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0.8Mpa容器中充分以100
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500 r/min的速度搅拌40min~60min，当水草的含水率降为5~15%时，停止搅拌，升压至常压，回收利用＞80%的脱水剂，将液固分离，得到固态深度脱水后的水草进入第二步；第二步：在封闭的回转窑通入N2，将回转窑中＞95%的空气排出，实现无氧或者低氧状态，并根据产物需要设置反应温度在300~600℃，待达到反应温度后，固态深度脱水后的水草通过螺旋进料器进入回转窑中进行热解气化，并由螺旋进料器控制进料量，水草热解气化的时间为10~30min，供第三步使用；第三步：将热解气化产生的热解气进行冷凝分离净化干燥分别获得合成气和生物油，收集固体获得生物炭，共第四步使用；第四步：获得产物合成气、生物油和生物炭直接使用或根据实际应用需求进行提质；所述合成气用于回转窑的预热气中、或通过深度净化接入居民的民用燃气管网中、或通过进一步的...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹俊，朱伟，孙继鹏，林乃喜，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：