專(zhuān)利名稱(chēng)：木餾液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是94100990.4的分案申請(qǐng)。本發(fā)明涉及一種木餾液及其制備方法，和該木餾液的用途。
通常，現(xiàn)有技術(shù)中，木材在隔絕空氣或通入適量空氣或其他介質(zhì)條件下會(huì)發(fā)生木材熱解(wood pyrolysis)。在這一化學(xué)反應(yīng)中，其主要產(chǎn)物是液態(tài)的木醋液和木焦油，氣態(tài)的木煤氣和固態(tài)的木炭。產(chǎn)物的數(shù)量和組成隨原料和工藝條件的變化而變化，木材熱解工業(yè)根據(jù)目的產(chǎn)物的不同分為燒炭(有稱(chēng)炭化)、木材干餾、木材氣化和活性炭生產(chǎn)等部門(mén)。一般燒炭和制活性炭排放大量的廢煙氣，對(duì)環(huán)境造成的污染很重。因此人們一直在尋求如何處理這些廢氣的方法。
木材在160℃時(shí)開(kāi)始出現(xiàn)明顯的熱解反應(yīng)；溫度達(dá)275℃時(shí)開(kāi)始放熱反應(yīng)，生成大量分解產(chǎn)物，如醋酸、甲醇、木焦油液體產(chǎn)物和氣體產(chǎn)物。
木材熱解以燒炭的歷史最久。十九世紀(jì)時(shí)，因食用醋、甲醇、丙酮的需要量增加，開(kāi)始將生產(chǎn)木炭為主的燒炭轉(zhuǎn)變到以生產(chǎn)和加工液體產(chǎn)物為主的木材干餾。
木材干餾(destructive distillation of wood)時(shí)的餾出物經(jīng)冷凝后，可得到粗木醋液(比重1.00-1.05(15/4℃))和不凝性的氣體產(chǎn)物(木煤氣)，殘留在干餾釜中的是木炭。粗木醋液澄清時(shí)，下層為澄清木醋液，上層為木焦油。澄清木醋液中含酸類(lèi)(主要是醋酸)、醇類(lèi)(主要是甲醇)、酯類(lèi)、酮類(lèi)、醛類(lèi)、呋喃化合物和碳水化合物等，蒸餾時(shí)得到的釜?dú)堃杭礊槿芙饽窘褂?。已知，醋酸用于制造醋酸纖維、醋酸酯等，甲醇用于制造甲醛等，溶劑用于油漆、紡織等工業(yè)部門(mén)。但是，這種傳統(tǒng)加工方法時(shí)間長(zhǎng)，費(fèi)人力，成本高，而且對(duì)其液體產(chǎn)物利用率不佳。
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種木餾液及其制備方法，和該木餾液的用途。
本發(fā)明的另一目的是提供一種治理木材熱解過(guò)程中排放廢煙氣的方法。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案達(dá)到的本發(fā)明所述的″木餾液″一詞是指經(jīng)本發(fā)明之方法從木材熱解的排放氣體中回收制得的一種具有多用途的液體。本發(fā)明之木餾液不是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的木醋液。
本發(fā)明涉及一種木餾液的制備方法(方法1)，其特征在于包括如下步驟從木材熱解(wood pyrolysis)排放的煙氣中以5-20℃時(shí)，用其內(nèi)表面鈍化過(guò)的冷凝器冷卻回收，得一合液；將得到的混合液從室溫急冷至零下15-25℃，重復(fù)進(jìn)行至少兩次，然后復(fù)溫至室溫，得到具有基本上為上、中、下三層狀態(tài)的液體；分離中間層的液體得所述的木餾液，其比重為1.0-1.1之間，(25℃)pH2.3-4.5，糖度1-5度。
所述的木材可以是各種木材，優(yōu)選是闊葉木木材。
本發(fā)明的原料來(lái)源是如制炭業(yè)，木材干餾等木材熱解時(shí)排放的廢煙氣和/或干餾氣體。
這些煙氣中含有十分復(fù)雜的成份，通常包括上述的木醋液體和氣體部分。
但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知，其回收物質(zhì)內(nèi)的成份是隨木材的種類(lèi)，回收方法等條件的不同而變化。
本發(fā)明采取冷卻的方法回收排放的煙氣。通常的使用的冷凝器不能用于本發(fā)明方法，本發(fā)明中采用的冷凝器是在其內(nèi)表面鈍化過(guò)的冷凝器。優(yōu)選是其內(nèi)表面鈍化過(guò)的不銹鋼冷凝器。也可以是其內(nèi)表面是木、竹、陶或瓷制成的冷凝器。木材熱解排放的煙氣經(jīng)過(guò)低溫的冷凝器，可使煙氣中的一部分成份凝出。本發(fā)明方法中使用的冷凝溫度為15-25℃。
本發(fā)明還涉及一種木餾液的制備方法(方法2)，其特征在于包括如下步驟從木材熱解(wood pyrolysis)排放的煙氣中以5-20℃冷卻回收，得一混合液；將得到的混合液加溫至30-80℃；將該加溫后的混合液在容器內(nèi)減壓抽真空，其壓力為負(fù)1.5-2.5公斤/平方厘米；得到具有基本上為上、中、下三層狀態(tài)的液體；分離中間層的液體得所述的木餾液，其比重為1.0-1.1之間，pH 2.3-4.5，糖度1-5度。
這種制備木餾液的方法中使用的木材和冷凝器均同上述方法1中使用的木材和冷凝器相同。
本發(fā)明優(yōu)選使用木材炭化(燒炭)使排出的廢煙氣。
本發(fā)明具有許多優(yōu)點(diǎn)和益處，本發(fā)明制備術(shù)餾液的方法簡(jiǎn)單，快捷，成本低廉；制得的產(chǎn)物易分離，純度較高。另外，經(jīng)本發(fā)明方法處理過(guò)的木材熱解時(shí)排放的廢煙氣，將大大地減少其對(duì)大氣的污染，保護(hù)了周?chē)沫h(huán)境。
本發(fā)明之木餾液是從天然植物得到的含有天然物的物質(zhì)，由于采用本發(fā)明之制備方法，該產(chǎn)物中不含有致癌物，對(duì)人體無(wú)危害。
經(jīng)本發(fā)明方法得到的所述的木餾液具有多種用途。
所述的木餾液經(jīng)過(guò)稀釋后可用做殺菌劑、殺蟲(chóng)劑、水果保鮮劑、土壤改良劑、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑、除臭劑和飼料添加劑等等。
采用本發(fā)明之木餾液將達(dá)到無(wú)化學(xué)農(nóng)藥耕作，大大減少化學(xué)物質(zhì)對(duì)人類(lèi)環(huán)境的污染。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1是本發(fā)明之木餾液稀釋和木醋液稀釋的pH值變化比較。
圖2是本發(fā)明之木餾液的稀釋液殺菌效果與pH值比較圖。
以下將結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)解釋本發(fā)明，以下的實(shí)施例并非限制本發(fā)明。
本發(fā)明的原料來(lái)源是如制炭業(yè)，木材干餾等木材熱解時(shí)排放的廢煙氣和/或干餾氣體。
這些煙氣中含有十分復(fù)雜的成份，通常包括上述的液體和氣體部分。
但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知，其回收物質(zhì)內(nèi)的成份是隨木材的種類(lèi)，回收方法等條件的不同而變化。本發(fā)明采取冷卻的方法回收排放的煙氣。通常的使用的冷凝器不能用于本發(fā)明方法，本發(fā)明中采用的冷凝器是在其內(nèi)表面鈍化過(guò)的冷凝器。優(yōu)選是其內(nèi)表面鈍化過(guò)的不銹鋼冷凝器。也可以是在其內(nèi)表面是木、竹、陶或瓷制成的冷凝器。木材熱解排放的煙氣經(jīng)過(guò)低溫的冷凝器，可使煙氣中的一部分成份凝出。
本發(fā)明采用的木材其化學(xué)組成因樹(shù)種、生長(zhǎng)環(huán)境、組織存在的部位不同而差異較大。已知溫帶針、闊葉材的化學(xué)組成為組成名稱(chēng)針葉材中含量(％) 闊葉材中含量(％)纖維素 42±2 45±2半纖維素27±2 30±5木質(zhì)素 28±3 20±4提取物* 3±2 5±3所述的提取物*是指存在于木材組織中分子量較低的非細(xì)胞壁組成物，可用中性溶劑如醚、苯、醇、丙酮、水或水蒸汽等分離出來(lái)的物質(zhì)的總稱(chēng)。
本發(fā)明中優(yōu)選的木材為闊葉材。
木材熱解的煙氣經(jīng)過(guò)一個(gè)或多個(gè)冷凝器或間接冷(水)熱(汽)交換器，凝出一混合物。該冷凝器的煙氣通道的表面是鈍化過(guò)的金屬材料，優(yōu)選為不銹鋼，或者是竹，木，陶，瓷等不易氧化的耐酸材料。冷凝器內(nèi)的溫度為5-20℃。
所述的混合物為一混濁的、表面具有油狀物的產(chǎn)物。其顏色與木材種類(lèi)，回收時(shí)間，回收溫度，回收形式等多種因素有關(guān)。通常從琥珀色到黑褐色。
將該混合物裝入容器內(nèi)，急冷或速凍至負(fù)15到25℃，然后在復(fù)溫至常溫或室溫，這樣反復(fù)至少兩次。其作用是可以把混合物中的油狀顆粒從混合物中釋放出來(lái)。
經(jīng)過(guò)上述步驟的處理，所述的混合物可基本上被分成三部分，即上層又稱(chēng)表面層，該層主要含有木焦油、苯、酚和木材的大顆粒纖維物，其顆粒大小約為50-100目。中層，即中間層為本發(fā)明所述的木餾液，它成分比較復(fù)雜，主要含有酸類(lèi)和中性成分，其比重為1.0-1.1之間，(25℃)pH 2.3-4.5，糖度1-5度。該層產(chǎn)物具有一令人意想不到的性質(zhì)，它的pH值隨木餾液被稀釋變化不劇烈，這一特性有別于本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的木醋液的特性。(見(jiàn)圖1)下層或稱(chēng)底層，該層主要含有纖維顆粒的沉淀物、鹽根等。采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方法分離中層液體，得本發(fā)明所述的木餾液。
另外，本發(fā)明還涉及另一種制備木餾液的方法，即將凝出的混合物按公知的方法加熱至30-80℃，將加熱后的混合物裝入容器，減壓抽真空，其壓力是負(fù)1.5-2.5公斤/平方厘米。這樣可將上層液體成分從混合物中分離出，然后在按公知的方法分離中和下層產(chǎn)物。
實(shí)施例一在用硬雜木燒炭的炭窯煙囪上安裝一陶質(zhì)的冷凝器，排出的廢煙氣流經(jīng)冷凝器時(shí)凝出液狀冷凝物，該冷凝物為一多成分的混合液，取5公斤所述的混合液，放入具有不活潑性質(zhì)的，耐酸塑料容器；將所述的混合液從室溫(約25℃)急速降溫至零下15℃；然后，復(fù)溫至室溫，再次將復(fù)溫后的混合液急冷至零下15℃。得到一基本上具有三層結(jié)構(gòu)的液相產(chǎn)物，分離該產(chǎn)物得1.5公斤的上層產(chǎn)物，3公斤的中層產(chǎn)物，和0.5公斤的下層產(chǎn)物。
經(jīng)測(cè)得其中層產(chǎn)物的比重1.0；pH 4.0；糖度5實(shí)施例二取經(jīng)實(shí)施例一得到的多成分的混合液5公斤，按實(shí)例一相同的方法將該混合液急冷至零下20℃，然后反復(fù)急冷-復(fù)溫3次，至混合液基本上分成三層為止。得1.3公斤的上層產(chǎn)物，3公斤中層的產(chǎn)物，0.8公斤的下層產(chǎn)物。
經(jīng)測(cè)得中層產(chǎn)物的比重1.05；pH 3.4；糖度1。
實(shí)施例三使樺木材干餾排出的干餾物氣體流經(jīng)用鈍化過(guò)的不銹鋼制成的串聯(lián)的三個(gè)冷凝器，得一凝出的混合液，將該混合液裝入一容器內(nèi)，從室溫急冷至零下25℃，反復(fù)數(shù)次至混合液出現(xiàn)較明顯的基本上為三個(gè)層面，即表層、中間層和低層。用公知的方法分離所述的三個(gè)層面，得3.2公斤的中間層產(chǎn)物，1.3公斤的表層產(chǎn)物，0.5公斤的低層產(chǎn)物。
經(jīng)測(cè)得中間產(chǎn)物的比重1.03；pH4.0；糖度3
實(shí)施例四取經(jīng)實(shí)施例一制得的混合液100公斤，將其加熱至30℃，再將其密封在容器內(nèi)減壓抽真空，容器內(nèi)的壓力減至負(fù)1.5公斤/平方厘米，保持該壓力約30分鐘；混合液出現(xiàn)較明顯的三層結(jié)構(gòu)，采用工業(yè)上常用的提取分離技術(shù)，得到30公斤的表層產(chǎn)物，60公斤的中間層產(chǎn)物，及10公斤的低層產(chǎn)物。
經(jīng)測(cè)得，中間層產(chǎn)物的比重1.1；pH 4.5；糖度4實(shí)施例五取實(shí)施例三制得的混合液50公斤，按實(shí)施例四的方法制備木餾液，其中加熱溫度為80℃，容器內(nèi)壓力減至負(fù)2.5公斤/平方厘米，分離得到15公斤的表層產(chǎn)物，30公斤的木餾液，即中層產(chǎn)物，5公斤的底層產(chǎn)物。
經(jīng)測(cè)得木餾液的比重1.02；pH2.7；糖度1實(shí)驗(yàn)例一對(duì)土壤有害霉菌的防治取實(shí)施例一制得的木餾液，用水稀釋10-20倍(木餾液∶水1∶10-20容積比)，得一稀釋液，用量為每平方米土壤噴灑2公斤的稀釋液。播種前一次，播種后4-5天一次。噴灑后1-3周測(cè)得土壤中的有害霉菌比原來(lái)減少93％。
另外，使用本發(fā)明的木餾液還能使土壤中的對(duì)作物有益的細(xì)菌正常生長(zhǎng)，并同過(guò)它們的協(xié)調(diào)作用促進(jìn)作物的生長(zhǎng)，提高土壤中氮，磷，鉀和微量元素的含量，防止土壤板結(jié)。
實(shí)驗(yàn)例二對(duì)農(nóng)作物病蟲(chóng)害的防治取實(shí)施例二制得的木餾液，用水稀釋4-8倍(木餾液∶水1∶4-8容積)，得一稀釋液，用該稀釋液直接噴灑大白菜，每隔五日噴一次，共三次，可防治大白菜的腐爛病和灰色霉?fàn)€病。用后其發(fā)病率降低98％。
實(shí)驗(yàn)例三蘋(píng)果保藏和保鮮取實(shí)施例三制得的木餾液，用水稀釋40-60倍(木餾液∶水1∶40-60)，得一稀釋液；用該稀釋液直接噴撒蘋(píng)果果實(shí)，每隔一周使用一次，共二周，蘋(píng)果腐爛病的發(fā)病降低90％。對(duì)嚴(yán)重的腐爛可局部涂抹；因此，本發(fā)明之木餾液可用于蘋(píng)果的保藏。
實(shí)驗(yàn)例四促進(jìn)水果果實(shí)的成熟和改善水果的品質(zhì)取實(shí)施例四制得的木餾液，用水稀釋100-1000倍，得一稀釋液，在水果近成熟期噴灑果樹(shù)，至少一次，能使水果糖度上升3-4度。如桃或梨的糖度上升3度，葡萄的糖度上升4度。
實(shí)驗(yàn)例五除臭劑取實(shí)施例五制得的木餾液，用水稀釋50倍，得一稀釋液；該液具有十分強(qiáng)的除臭功能，用它直接沖洗或噴灑側(cè)所，約10分鐘內(nèi)其臭味全部消除。
實(shí)驗(yàn)例六飼料添加劑取實(shí)施例五制得的木餾液，用水稀釋100倍，得一稀釋液；用該稀釋液作飼料添加劑喂養(yǎng)豬或牛，其用量為每噸飼料用2公斤改稀釋液，兩周后宰殺，其肉內(nèi)的水分下降約8％，肉的顏色呈鮮紅色，口感大大改善。另外，食用本發(fā)明之木餾液的乳牛，其患牛乳房炎的比例大大降低。
實(shí)驗(yàn)例七取公知的木醋液和實(shí)施例1制得的木餾液各10毫升，將它們分別用水稀釋成50，100，150，200倍；測(cè)上述兩者的pH值，其中線A是木醋液，線B是木餾液，得到的結(jié)果見(jiàn)附圖1。
圖中可見(jiàn)木醋液的pH變化很大；木餾液的pH變化同木醋液不同，說(shuō)明兩者不是同一物質(zhì)。
實(shí)驗(yàn)例八取土樣，加本發(fā)明實(shí)施例1的木餾液制成的稀釋液或稀釋液加枯草后同土壤半合，一周后，測(cè)土壤內(nèi)的對(duì)農(nóng)作物有害菌的數(shù)目。其結(jié)果見(jiàn)附圖2，其中X軸是殺菌個(gè)數(shù)(上半段)，下半段是pH值，Y軸是稀釋倍數(shù)。
圖中可見(jiàn)1.稀釋液為1/100內(nèi)有很強(qiáng)的殺菌作用；2.稀釋液為1/100-1/200內(nèi)時(shí)，對(duì)農(nóng)作物有益菌的繁殖極有利；3. 1/200-1/1000的稀釋液細(xì)菌的繁殖率下降。
另外，1/100內(nèi)的稀釋液的pH約為2.5-3.25之間；1/200內(nèi)的稀釋液的pH約為3.25-3.4之間。
權(quán)利要求
1.一種木餾液的制備方法，其特征在于包括如下步驟從木材熱解(wood pyrolysis)排放的煙氣中，5-20℃時(shí)，用其內(nèi)表面鈍化過(guò)的冷凝器冷卻回收，得一混合液；將得到的混合液加溫30-80℃；將該加溫后的混合液在容器內(nèi)減壓抽真空，其壓力為負(fù)1.5-2.5公斤/平方厘米；得到具有基本上為上、中、下三層狀態(tài)的液體；分離中間層的液體得所述的木餾液，該木餾液的比重為1.0-1.1(25℃)，pH值為2.3-4.5，糖度為1-5。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的木材是闊葉木木材。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的冷凝器是不銹鋼冷凝器。
4.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的冷卻是在其內(nèi)表面是木、竹、陶或瓷制成的冷凝器中進(jìn)行。
5.一種由權(quán)利要求1所述的方法制得的木餾液。
6.如權(quán)利要求5所述的木餾液在制造土壤改良劑中的應(yīng)用。
7.如權(quán)利要求5所述的木餾液在制造殺菌劑和殺蟲(chóng)劑中的應(yīng)用。
8.如權(quán)利要求5所述的木餾液在制造除臭劑中的應(yīng)用。
9.如權(quán)利要求5所述的木餾液在制造飼料添加劑中的應(yīng)用。
10.如權(quán)利要求5所述的木餾液在制造植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑中的應(yīng)用。
11.如權(quán)利要求5所述的木餾液在制造水果保鮮劑中的應(yīng)用。
全文摘要
一種木餾液的制法,包括從木材熱解排放的煙氣中,5—20℃時(shí),冷凝器冷卻回收,得一混合液;混合液加溫30—80℃;并在容器內(nèi)減壓抽真空,其壓力為負(fù)1.5—2.5公斤/平方厘米;分離得到木餾液。該木餾液可用做殺菌、除臭、水果保鮮和植物生長(zhǎng)劑等。
文檔編號(hào)C10G1/02GK1275606SQ00105419
公開(kāi)日2000年12月6日 申請(qǐng)日期1994年2月5日 優(yōu)先權(quán)日1994年2月5日
發(fā)明者楊炳霖 申請(qǐng)人:楊炳霖