含木质素的混合燃料及其生产方法技术

本发明专利技术涉及一种含木质素的混合燃料及其生产方法，能够以简单低成本方式解决制浆生产过程中产生的有机物污染问题，使纸浆废水、废液经过低成本的处理即可实现资源化的利用，尤其是木质素与燃料油相互混合后所得到的混合燃料，达到利用可再生的生物质资源替代石化燃料用于驱动内燃机的目的。通过酸化处理增加木质素的疏水性、达到在保持混合燃料良好的可流动性、搅拌性和泵送性的前提下，降低混合燃料中的水分含量的目的，通过进一步地添加表面活性剂、和/或润滑剂、抗氧化剂，增加混合燃料的混合均匀性和流动性，以便于使该混合燃料能容易地被输送。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，尤其是有机溶剂法制浆提取液中的包括木质素在内的各种有机物作为内燃机替代燃料的生产方法。
技术介绍
对于生物质能源的利用，包括生物质中组分之一的木质素能源的利用，其关键不是技术问题，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。木质素是纸浆生产过程中主要的有机物废料，因其具有很高的能量密度(其体积能量密度与汽油、柴油相当)，自然具有开发成为内燃机燃料的吸引力。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的在于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能源化和资源化的利用。本专利技术的目的还在于由制浆废液中的可燃有机物，尤其是酸化后的木质素，或/及部分无机物、少量酸或/及水分或/及表面活性剂与液体燃料混合而成的用于内燃机(包括以燃料油为燃料的燃气轮机)的混合燃烧方法，达到在动力燃料和炉窑燃料领域起到一般混合燃料替代现有的液体或颗粒燃料的目的，具有节能环保，解决纸浆厂废液排放污染等特点。本专利技术的目的还在于提供上述燃料的生产方法。为达到上述目的，本专利技术首先提供了一种用于内燃机的混合燃料，该混合燃料是含有由缩合稳定的制浆废液中的有机物，尤其是中性木质素(主要来自于溶剂法制浆废液中)或酸性木质素微细颗粒，或及部分无机物、少量酸的悬浊液，所述液体燃料包括汽油、煤油、柴油、可用于内燃机的重油、乳化重油和无水乙醇等中的一种或两种以上的混合物。具体实施例方式实施例I :在常温常压下，以碱性木质素为例，将150克碱性木质素溶于500毫升水中，得到木质素水溶液；或者将酸水解或酶解生物质中纤维素后得到的主要含木质素的残余物溶于含烧碱重量5-10%的水溶液中；或者将溶剂法制浆生产过程中得到的蒸馏脱除有机溶剂后的含木质素和其它有机物的残余物溶于含烧碱重量5-10%的水溶液中；或在含10%重量烧碱的2升水溶液中浸入I公斤切碎的稻草粉，浸泡I周时间或经90°C蒸煮5小时，挤 出溶解有木质素等物质的黑色溶液；或者直接取自烧碱法纸浆厂溶解有木质素等物质的纸浆废水溶液；在所得的溶液中滴定方式加入脱除硅酸根离子的化学药剂，如饱和烧碱溶液中的溶于氢氧化铝水溶液，直至无沉淀物出现为止。再在过滤了硅酸铝沉淀后的溶液中加入浓度为10 〖％的无机酸(如盐酸、硫酸、磷酸或硝酸，或通入二氧化碳得到的碳酸)或有机酸(如甲酸、乙酸等)至PH值小于7大于6时，此时木质素尚未形成沉淀，静置一天后用400目网筛过滤掉金属离子所形成的盐沉淀，得到含杂质更少的接近PH值中性的含木质素及其它有机物的水溶液。蒸发该溶液使水分含量尽可能的减少，但仍然使该溶液具有良好的流动性，一般含水量可以减低到50%以下，即得到可流动的胶体态的液体作为替代柴油、汽油、煤油用于内燃机的替代燃料。为了屏蔽胶体中的电解质使胶体保持稳定，加入少量(如1%重量)的金属离子螯合剂，如乙酸、丙烯酸等。实施例2 在实施例I中，增加无机酸或有机酸的加入量，使溶液的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完全沉淀后，将容器内混合溶液取出，此时最底层如有少量的渣滓则被除去，再用400目尼龙布筛粗过滤掉部分水分、部分酸和部分盐分，将得到的 含水量大约为60-90%的含水状态的酸性木质素及其它有机物、无机物的浆状混合物。蒸发该溶液使水分含量尽可能的减少，但仍然使该溶液具有良好的流动性，一般含水量可以减低到50%以下，即得到可流动的胶体态的混合物作为替代柴油、汽油、煤油用于内燃机的替代燃料。实施例3:在实施例2所得的替代燃料中加入燃料油(占木质素重量的1-10% )，并进行充分的机械搅拌，得到含酸化木质素、其它有机物、酸、盐分与油和水分形成的胶体态混合物作为替代柴油、汽油、煤油用于内燃机的替代燃料。为了使该胶体态的混合物混合物保持长时间的稳定，乳化混合时进一步地加入通常的表面活性剂(如50-1000ppm)。实施例4:将实施例2得到的混合物干燥或经自然干燥(不消耗干燥脱水所需要的热能成本)约三个月，得到含水量为15% (重量含量)的主要为酸化后的木质素的混合物(在干燥箱中120°C加热3小时后，通过测量挥发掉的水分量，计算出含水量为15% )，该混合物外观棕色，容易自然破碎成为粉状。在实际使用时，为了具有实用性，混合燃料必须具有与其它燃料可比或可竞争的低成本，以及高的能量密度，也即，混合燃料的目的是要尽可能多的利用资源丰富的木质素，尽可能少的利用柴油和尽可能少的含水量。因此，为了确定添加最少的柴油(或其它液体燃料，燃料油最好为柴油，以利用柴油可提供输送过程中的润滑性能，或者加入少量的润滑油或润滑剂代替柴油)量，仍然可以保持混合燃料容易进行剪切搅拌和粉碎，即在搅拌状态(模拟混合燃料的输送过程)破碎后成细微颗粒的木质素颗粒之间互相可以容易流动，不会出现板结固化现象(在搅拌过程中，柴油起到了润滑以及隔离木质素颗粒使木质素颗粒之间不易互相发生粘黏，另外，柴油的包裹作用也使木质素颗粒与空气隔离，避免了水分的吸附以及木质素颗粒的自然氧化)，通过逐次增加上述方法处理所得到的木质素量的方法，确定柴油的最低添加量。将6克柴油倒入一塑料容器中，加入18. 74克上述木质素后，进行剪切搅拌破碎，所得的混合物仍然具有良好的粉体态或胶体态流动性，再继续加入上述木质素13克、13. 67克、14. 3克、27克、19. 8克以及22. 3克，每次所得到的混合燃料在搅拌时都未见明显的结块现象且仍然容易进行搅拌。但当最后再加入26. 5克上述木质素时，所得的混合燃料开始容易结块，因此，可以确定最少的柴油添加含量为6/(6+18. 74+13+13. 67+14. 3+27+19 8+22. 3+26. 5) = 3. 7% (重量)，此时混合物的总含水重量为 O. 15* (18. 74+13+13. 67+14 3+27+19. 8+22. 3+26. 5) = 23. 3克，含水量为14. 4%0因此，最低成本且仍然可以容易使用的混合燃料的含量约为柴油重量5%,水分15%,酸化木质素80%。为了进一步改善混合燃料的流动性，在上述含柴油3. 7%的混合燃料中添加了 O. 24克的烷基苯磺酸钠表面活性剂，相当于1486ppm的表面活性剂含量，发现混合燃料的搅拌流动性增加，利用上海精密科学仪器有限公司产的NDJ-I旋转式黏度计测得其黏度值(粘性阻力，测试条件为四号转子，转速6rpm，平均测试时间2分钟)为55，OOOmPa. s,当进一步加入少量柴油使混合燃料的柴油含量达到约5%时，测的黏度值为35，OOOmPa. S，继续加入表面活性剂，使表面活性剂的含量达到2000ppm时，测的混合燃料的黏度值为25，OOOmPa. S。说明，也正如常识预期一样，增加液体燃料如柴油的含量或者增加表面活性剂的含量，都有助于混合燃料本文档来自技高网...

【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：