一种膨润土辅助生物质处理烷基废酸制备稳定生物炭方法技术

一种膨润土辅助生物质处理烷基废酸制备稳定生物炭方法，涉及土壤修复技术领域，包括的步骤有：生物质水稻秸秆或者棉花秸秆清洗

【技术实现步骤摘要】
一种膨润土辅助生物质处理烷基废酸制备稳定生物炭方法


[0001]本专利技术属于土壤修复
，尤其涉及一种膨润土辅助生物质处理烷基废酸制备稳定生物炭方法
。

技术介绍

[0002]烷基化装置是以液化气中的烯烃及异丁烷为原料
,
在催化剂的作用下烯烃与异丁烷反应
,
生成烷基化油的气体加工装置
。
硫酸法烷基化装置生产过程消耗硫酸，烷基化反应需要维持酸浓度
88.5
％以上，酸浓度变低以后会将废酸从反应系统酸沉降罐排出至废酸罐，烷基化装置的废硫酸一般组成如下：可滴定酸
88.5
‑
90.0
％
、
有机烃3‑5％
、
液化气
1.5
‑2％
、
水
1.0
‑
1.5
％
、
有机硫酸盐
0.5
‑
1.0
％，以及少量磺酸等组分；其中有机烃主要是异辛烷组分，该部分有用组分一直未得到有效回收利用，且废酸储存过程中以上组分会反应生成高碳链聚合物，高碳链聚合物腐蚀性和组分复杂，处理难度更大，因此烷基废酸需尽快处理或者回收利用
。
[0003]膨润土是以蒙脱石为主要成分的层状硅铝酸盐，蒙脱石是由上下两层硅氧四面体和中间一层铝氧八面体所组成的三层片状结构的黏土矿物
。
由于膨润土具有特殊的化学组成和晶体结构，因此它具有很好的阳离子交换性
、
吸附性
、
吸湿膨胀性
、
分散悬浮性
、
粘滞性
、
触变性
、
润滑性
、
可塑性和粘结性
、
增稠性
、
稳定性等一系列特性
。
膨润土因其独特的性能，已被应用于诸多领域中
。
[0004]生物炭作为一种改良剂作用于污染土壤中后，会长期存在于土壤中，生物炭在土壤中的稳定性较差
,
易受外界环境如水分含量
、pH、
温度等的影响
,
直接限制了生物炭产品的应用
。
生物炭的稳定性对土壤改良
﹑
肥料缓释
﹑
固碳作用起着关键性的作用
。
[0005]目前，粘土矿物与生物质共热解被认为是一种提高生物炭稳定性的先进技术
,
粘土的加入可以加速生物质的热解
,
增加生物炭的芳烃缩聚程度
,
减少生物炭的氧化
,
从而提高了所得生物炭的稳定性，虽然在生物质热解过程中加入粘土有利于制备高稳定性的生物炭
,
但仍然有必要进一步提高其稳定性
。
[0006]我国东北地区苏打盐碱地属于典型生态脆弱区，土地盐碱化导致区域生态环境急剧恶化，直接限制了区域生态建设和经济发展
。
苏打盐碱地作为盐碱地的一种重要类型，具有盐分高，
pH
值高，通透性低，养分有效性低等特征
。

技术实现思路

[0007]为了使烷基废酸得到有效利用，使加入黏土的生物炭的稳定性得到进一步提高，同时解决苏打盐碱地区域生态环境急剧恶化的问题，本专利技术提供膨润土辅助生物质处理烷基废酸制备稳定生物炭方法，本专利技术既实现了烷基废酸资源化处理，回收稀硫酸；同时解决了生成生物炭稳定性差
、
缓释效果不理想的问题；还实现了碳化料对盐碱土的修复，提高苏打盐碱土通透性，改良盐碱土壤
。
[0008]本专利技术提供的技术方案是：一种膨润土辅助生物质处理烷基废酸制备稳定生物炭
方法，包括以下步骤：
[0009]a.
生物质水稻秸秆或者棉花秸秆清洗
、
烘干
、
粉碎，过筛
50
‑
100
目；
[0010]b.
钙剂膨润土烘干
、
粉碎，过筛
50
‑
100
目；
[0011]c.
经步骤
a
处理后的生物质秸秆与经步骤
b
处理后的膨润土以体积比
15
：1‑
10
：1混合，加入
10
倍体积水中，搅拌混合后，超声处理
30min
，
60℃
烘干，形成生物质混合粉末；
[0012]d.
向步骤
c
得到的生物质混合粉末中加入烷基废硫酸，废硫酸有机物被生物质混合粉末完全吸附，生物质混合粉末与烷基废酸的质量比1：
10
～
15
；物料进入碳化反应釜，加热碳化，碳化温度
200
‑
240℃
，压力
0.1Mpa
；
[0013]e.
碳化反应后的固液混合物进行溶酸分离，经溶酸槽
、
过滤机分离得到的液体酸为稀硫酸，稀硫酸送入净化酸储罐备用；
[0014]f.
过滤后的炭化料中残余溶出物经3‑4级洗涤后，得到稳定秸秆生物炭；
[0015]反应过程废气经收集塔分离后并入厂区废气系统继续处理，废气主要成分是挥发性有机物及酸性气体
。
[0016]与现有技术相比较，本专利技术的有益效果在于：
[0017]1.
从表现形式上讲：本专利技术既实现了烷基废酸资源化处理，回收稀硫酸；同时解决了生成生物炭稳定性差
、
缓释效果不理想的问题，提高了对土壤的改良效果
,
提升植物对营养物质的利用率及固碳效果
,
具有良好的经济和环境效益；并且还实现了碳化料对盐碱土的修复，提高苏打盐碱土通透性，改良盐碱土壤
。
[0018]2.
从作用原理上讲：
[0019]首先，硫酸改性后，膨润土原本的大块状颗粒均变得细小而又分散，原本较为致密的层状堆积结构变得疏松，蒙脱石片层剥离现象明显
。
酸改性处理之所以能使膨润土颗粒分散，主要有两方面因素：一方面，酸改性处理时，膨润土中蒙脱石层间的
K
+
、Na
+
、Ca
2+
、Mg
2+
等阳离子转变为酸的可溶性盐类而溶出，孔道被疏通，原来的层间作用力被削弱，使层间晶格裂开，从而使大颗粒破碎，分散成小颗粒；另一方面，在酸改性处理过程中，
H
+
能够与膨润土中蒙脱石的八面体片层发生相互作用，从而使八面体片层中
Al
3+
、Mg
2+
、Fe
3+
等溶出，使蒙脱石带负电，由于电荷的相互排斥使大颗粒分散，变成小颗粒
。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种膨润土辅助生物质处理烷基废酸制备稳定生物炭方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.
生物质水稻秸秆或者棉花秸秆清洗
、
烘干
、
粉碎，过筛
50
‑
100
目；
b.
钙剂膨润土烘干
、
粉碎，过筛
50
‑
100
目；
c.
经步骤
a
处理后的生物质秸秆与经步骤
b
处理后的膨润土以体积比
15
：1‑
10
：1混合，加入
10
倍体积水中，搅拌混合后，超声处理
30min
，
60℃
烘干，形成生物质混合粉末；
d.
向步骤
c
得到的生物质混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵丹，张文珍，刘健丽，
申请(专利权)人：沈阳桉鑫生态环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：