低灰分木质素颗粒燃料及其生产方法技术

本发明专利技术涉及一种低灰分木质素颗粒燃料及其生产方法，通过利用加热处理酸性木质素溶液或更优地混合有燃料油的酸化木质素混合溶液时木质素集结成块上浮的现象，使木质素自动结集成漂浮于溶液上方的块状固体，达到与水分分离、杂质分离的目的，解决了传统沉淀浓缩分离木质素方法提取的制浆造纸厂黒液中的木质素含有高的灰分和工艺复杂成本高的问题。通过进一步地添加疏水剂憎水剂、润滑剂、抗氧化剂，增加木质素颗粒燃料的抗吸水性、流动性，以便于使燃料能容易地被输送，实现在各种炉窑、燃烧装置中或发动机气缸内燃烧放热做功的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种含有来自制浆废水或废液中的木质素及其它有机物的。
技术介绍
传统上，造纸黑液中含有大量难以去除的有机物质及无机物质，有机物质一般包括木质素及其衍生物、多糖、醇类、有机酸、树脂、果胶、酚类化合物等。室温下酸化黑液析出的木质素凝聚性差，似胶体性质，分离非常困难。随着温度升高，颗粒逐渐增大坚实，并产生沉淀(但灰分也一同沉淀在一起)，只有通过升温凝聚使得离心分离和过滤分离才成为可能，但离心分离和过滤分离方法仍然是繁杂和困难的分离方法，增加了分离的经济成本。总之，传统的方法都是通过形成木质素的凝聚来达到浓缩和提取的目的。在利用黒液或黒液中主要成分木质素作为热能燃料的现有方法中，主要有黑液气化燃烧或将气化所得合成气作为合成有用化学品的原料，或黑液浓缩后直接喷雾燃烧获得热能和进行碱回收，或与煤粉混合燃烧。因为黑液中的灰分含量高，所有现有的燃烧方式都是限于低端应用，为了提高木质素燃料的质量，使其能够用于对燃料的杂质灰分有限制的领域，如平板玻璃、玻璃器皿、特种玻璃、建筑、生活陶瓷制造及内燃机燃料替代等领域，就需要降低和减少黑液中的灰分。但传统的或现有的将木质素凝聚后再脱除灰分的方法(如膜法、电解法、电析法)都会剧烈地增加木质素的经济成本，因此，高成本也就阻碍了低灰分木质素的市场化的规模应用。本专利技术正是在实现低灰分、低的硫、氯、磷含量的前提下，解决颗粒状或细小木质素生产的高成本问题，克服成本问题这一主要障碍，促使木质素颗粒燃料这一可再生能源在对燃料灰分有高要求的民用和工业领域的大规模应用。
技术实现思路
生物质能源，包括生物质中组分之一的木质素能源的利用的关键不是技术问题， 而是生物质能的生产和利用的高成本问题，正是因为高成本，阻碍了木质素作为能源、尤其是作为清洁和高级能源的实际工业化利用。因此，解决生物质能生产应用的成本问题，是其能否替代石化能源的问题根本。为解决高成本问题，本专利技术的目的是提供一种解决制浆废水废液中有机污染物处理方法，使纸浆废水、废液经过低成本的处理即可实现资源化和工业化的利用。为解决传统方法提取的制浆造纸厂黒液中的木质素含有高的灰分和工艺复杂成本高的问题，本专利技术涉及一种含有来自制浆废水或废液中的木质素及其它有机物的低灰分颗粒燃料及其生产方法，通过利用加热酸化后的木质素时木质素及其它混合在木质素中的有机物(本专利技术中所述的木质素是指木质素及混合于木质素中的其它有机物)在溶液中上浮形成结块或结块上浮的现象达到方便和经济地浓缩和提取木质素以及与杂质分离的目的；尤其是加热混合有燃料油的酸化木质素混合溶液，使木质素更容易地自动结集成漂浮于溶液上方的块状固体，达到与水分分离、杂质分离的目的，解决了传统凝聚浓缩分离的方法提取的制浆造纸厂黒液中的木质素含有高的灰分和工艺复杂成本高的问题。通过进一步地添加疏水剂憎水剂、润滑剂、抗氧化剂，增加木质素颗粒燃料的抗吸水性、流动性，以便于使燃料能容易地被输送，实现在各种炉窑、燃烧装置中或发动机气缸内燃烧放热做功的目的。在常规的将造纸黒液酸化沉淀过滤后再加热干燥的生产方法中，因为过滤缓慢且困难，水分含量高，需要将水分全部蒸发才能得到不含水的木质素燃料，而蒸发浓缩，耗费热能或需要复杂的多效蒸发装置或真空装置，因此所需的干燥热能消耗高(经济成本高)， 不溶于水的杂质与木质素共凝聚相混合而难以除去，造成了木质素燃料生产工艺复杂，成本高，灰分高的问题。与常规的将造纸黒液酸化凝聚过滤后再加热干燥所得的块状木质素相比，本专利技术的上述方法无需常规的热干燥过程，甚至也无需过滤减少水分过程，只需加热酸化木质素溶液、或更优地在酸化木质素的溶液中加入少量的燃料油的混合溶液即可得到部分含水的块状木质素燃料(因此，无需使所含的水分蒸发就可得到块状木质素)。在 100°C以上烘箱加热温度，所得的块状木质素酥松易于粉碎，节约破碎所需的能源；且由于木质素是在母溶液中固化成块并浮于溶液中，母液中固有携带的酸、盐分和杂质(如硫酸钠、制浆过程中带入的各种金属、非金属氧化物杂质)的大部分要么继续留在溶液中或沉淀在容器底部而均与漂浮在溶液上部的饼块状木质素自然分离(溶于水的酸、盐分、容易吸水的物质如各种糖类等有机物在水相中溶解度高，而不溶于水的盐分或氧化物则沉淀在溶液的底部)。因为容易吸水的有机物质如糖类等主要进入水溶液中，因此，所得的低灰分木质素燃料也含有较少的易吸水物质。另外，加入少量的柴油或其它燃料油可起到混合燃料输送过程中的润滑作用，同时也使混合燃料较容易地被推进到喷雾燃烧器中进行喷雾燃烧；或者在上述加工完成后的产品中加入少量的润滑油或润滑剂或疏水或憎水的硅油，动物油脂，植物油脂补充或代替柴油也能起到柴油的作用。具体实施例方式实施例I :在常温常压下，以市售(江苏新沂销售)碱性木质素为例，将I公斤碱性木质素溶于5-10升水中，得到木质素水溶液(或者直接取自烧碱法纸浆厂溶解有木质素的纸浆废水溶液；而对于酸解或酶解后得到的木质素，因为含有生物质中的灰分，先用烧碱或纯碱将其溶化于水中，以方便灰分的脱除)，为进一步减少黒液中的硅酸根离子，可选择加入脱硅剂步骤，如加入溶解于碱性溶液的氢氧化铝，过滤掉水不溶物，接着用浓度为10wt%的硫酸或其它无机酸(如盐酸、磷酸或硝酸或亚硫酸，或通入二氧化碳得到的碳酸，从经济性考虑，硫酸或盐酸优先使用)水溶液中和木质素水溶液至PH值小于4，最好小于3，得到水分、 酸性木质素、其它废水中所含的有机物、相应的盐和剩余酸的混合物。当木质素以及部分有机物以云雾胶状沉淀后，将容器内上层混合溶液取出(此时最底层少量的渣滓被除去)， 用400目尼龙布筛过滤掉部分水分、部分酸和部分盐分，得到酸性木质素的浓缩物(此过滤过程不是必须过程)。将此浓缩物放入玻璃容器内，直接放入烘箱中加热，温度70或80 或90或100°C或100°C以上，经6小时以上加热，在低于或高于100°C加热时，可以分别得到上浮集结成胶体快或固体块状的酸性木质素(将此块状酸性木质素破碎后即得到灰分低的颗粒燃料)；或将此浓缩物放入玻璃容器内，加入少量柴油或其它燃料油(汽油、柴油、 煤油或重油，生物柴油、动植物油脂、或润滑油或润滑剂或不溶于水的有机物或它们的混合物)，经充分搅拌混合使酸性木质素胶体与燃料油充分混合浸润，得到含酸性木质素的浓缩物和燃料油的混合物。在100°c以上温度烘箱中加热该混合物I小时以上，或足够长的时间 (如5-10小时，加热温度越高，所需时间越短),使酸性木质素上浮并集结成酥松的饼块状, 便于将其捞取出玻璃容器，将容器底部含杂质的沉淀物及溶液一起放掉，该溶液可以继续用于中和碱性木质素，或者浓缩结晶出部分盐分后再用于中和碱性木质素。该方法的最大优点是，只需简单地机械方式取出集结成块的木质素就达到了木质素与溶液分离的目的， 除了容易脱除的表面吸附的水分外，块状木质素的含水重量含量可降低到30%以下，具体含量与加热温度成反比(未经加热处理而得到的上浮的木质素胶体块含水重量含量约为 90%)，且还能与溶液或纸浆黒液中大部分杂质相分离。取出的饼块状木质素含水量大大减少，即后续所需要脱除的水分已经大大减少，可以直接破碎或破碎后烘干或烘干后破碎得到灰分低的颗粒木质素燃料。若加热温度低于100°C，则只能得到漂浮于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：秦才东，
申请(专利权)人：秦才东，
类型：发明
国别省市：