一種廣豆根藥渣制備甲烷和燒烤炭的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種廣豆根藥渣制備甲烷和燒烤炭的方法，屬于生物質能源技術領域，所述的廣豆根藥渣制備甲烷和燒烤炭是經過廣豆根藥渣烘干、粉碎、發(fā)酵、沼渣烘干和粉碎、氣化、炭化、壓制成型等步驟制成的。本發(fā)明的方法最大限度地利用了廣豆根藥渣，實現(xiàn)了廣豆根藥渣生物發(fā)酵制甲烷、及其發(fā)酵殘渣熱解制備生物炭的全資源化目的，這不僅可以大大降低生產成本，同時可以減少環(huán)境污染，節(jié)約資源，促進資源循環(huán)利用，具有良好的經濟效益和環(huán)境效益，為類似木質纖維素類廢物的資源化利用提供了科學依據，具有廣闊的市場前景。
【專利說明】-種廣豆根藥渣制備甲燒和燒烤炭的方法
[0001] 【技術領域】 本發(fā)明屬于生物質能源技術領域，具體設及一種廣豆根藥渣制備甲燒和燒烤炭的方 法。
[0002] 【【背景技術】】 現(xiàn)有的燒烤炭包括由傳統(tǒng)±害生產的粗制炭，如竹炭、木炭等W及由可燃物組成的引 火物W及與煤結合制成棒炭。傳統(tǒng)的粗致炭技術含量低、±害結構欠合理，次品率高且原料 的轉化率相對較低。傳統(tǒng)的燒烤炭W樹木為原料燒制而成，為了滿足生產需要大量的砍伐 樹木，對森林樹木造成不可逆轉的毀壞。在目前森林覆蓋率越來越低、溫室效應日益嚴重的 情況下，生產傳統(tǒng)燒烤炭也越來越威脅著人類的生存環(huán)境。
[0003] 另一種是由可燃物與煤結合的燒烤炭，其配方及工藝中均是采用KW)3和Ba (M)3)2作為氧化劑，它們固體粉末狀態(tài)被加入煤和炭素中，經過對運些物質的混合、成型烘 干而制成燒烤炭成品。在使用過程中，作為氧化劑的KN03和Ba(N〇3)2在燃燒過程中受熱分解 會釋放出較高濃度的N02,此外原料煤中也含有大量的硫化物W及重金屬離子，燒烤時受熱 會隨著廢氣粘到燒烤食品上，對人體健康危害極大。
[0004] 目前燒烤炭的缺點都大大限制了燒烤炭的生產和使用。因此，對工藝簡單、環(huán)保無 毒且能提供大量熱量的燒烤炭及其生產方法的研究很有必要。目前的研究中，大都集中于 燒烤炭的結構、添加劑W及煤預處理等方面，沒有針對燒烤炭的替換原料進行研究。
[0005] 中藥藥渣主要來源于中成藥生產、原料藥生產、中藥材加工與炮制W及含中藥的 輕化工產品生產等，W中成藥生產帶來的藥渣量最大，約占藥渣總量的70%。中藥渣是一種 典型的工業(yè)生物質，具有形態(tài)復雜、含水率較高等特點。據報道，目前全國中藥渣的年產生 量達3000萬噸W上。目前，國內共有中藥企業(yè)達2000家W上，我國每年僅植物類藥渣的排 放量就高達90萬余噸。藥渣一般為濕物料，極易腐爛，味道臭異。對于中藥渣的處理傳統(tǒng)方 法為焚燒、填埋和固定區(qū)域堆放等，運些處理方法造成了資源浪費并會對自然環(huán)境帶來風 險。其中廣豆根藥渣是中藥渣的一種，如何有效處理廣豆根藥渣成為了研究的方向。
[0006] 廣豆根藥渣中主要成分是纖維素、木質素和半纖維素，其中纖維素經過合適的預 處理后可將其作為甲燒發(fā)酵的底物，此舉可使得固體廢棄物更大程度的資源化并且節(jié)約發(fā) 酵成本。甲燒發(fā)酵后產生的發(fā)酵殘渣含有未利用的纖維素和未降解的木質素。木質素含碳 量高達58% W上，是生產碳素材料的合適原料，可W制備燒烤炭。用發(fā)酵殘渣制備燒烤炭， 可W增加燒烤炭制備的新來源，為生物質廢棄物的資源化利用提供理論支持。
[0007] 目前針對廣豆根藥渣進行甲燒發(fā)酵，發(fā)酵殘渣進行制備燒烤炭資源化利用的途徑 尚未見報道，本發(fā)明將發(fā)酵殘渣進一步制成高附加值產品，具有良好的經濟效益和環(huán)境效 益。
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【發(fā)明內容】
】 本發(fā)明提供一種廣豆根藥渣制備甲燒和燒烤炭的方法，W解決將廣豆根藥渣作為垃圾 處理或是曬干后用來作為燃料，造成大量資源浪費和環(huán)境污染等問題，本發(fā)明的方法最大 限度地利用了廣豆根藥渣，實現(xiàn)了廣豆根藥渣生物發(fā)酵制甲燒、及其發(fā)酵殘渣熱解制備生 物炭的全資源化目的，運不僅可W大大降低生產成本，同時可W減少環(huán)境污染，節(jié)約資源， 促進資源循環(huán)利用，具有良好的經濟效益和環(huán)境效益，為類似木質纖維素類廢物的資源化 利用提供了科學依據，具有廣闊的市場前景。
[0009]為解決W上技術問題，本發(fā)明采用W下技術方案： 一種廣豆根藥渣制備甲燒和燒烤炭的方法，包括W下步驟： SI:將廣豆根藥渣采用熱空氣烘干成含水率為13%-16%，制得干廣豆根藥渣，所述熱空 氣為煤煙氣與空氣熱交換得到，所述煤煙氣溫度為920-960°C，所述空氣溫度為4-36°C，所 述熱空氣溫度為250-480°C ; S2:將步驟SI制得的干廣豆根藥渣粉碎，過100-200目篩子，制得干廣豆根藥渣粉碎物； S3:向步驟S2制得的干廣豆根藥渣粉碎物中加入濃度為8%-20%的氨氧化鐘溶液，在轉 速為80-150r/min下，攬拌5-8min，使廣豆根藥渣完全浸泡在氨氧化鐘溶液中，并在溫度為 42-48 °C下浸泡16-2化，制得預處理后廣豆根藥渣； S4:將步驟S3制得的預處理后廣豆根藥渣與污泥按重量比為5-7:2-3混合均勻，所述污 泥的VS濃度為6%-9%(w/w)，產甲燒潛力為215-290mL/(d ? L)，然后將廣豆根藥渣與污泥混 合均勻物倒入發(fā)酵罐，加入甲燒催化劑，所述甲燒催化劑由二氧化娃和金屬儀按重量比為 2-3:1-2組成，調節(jié)抑值為10.9-11.3，控制溫度為39-4rC，在轉速為110-130r/min下進行 甲燒發(fā)酵34-36天，用集氣袋收集產生的甲燒，發(fā)酵罐中剩余的為沼渣； S5:將步驟S4制得的沼渣采用步驟Sl所述的熱空氣烘干成含水率為8%-13%，制得干沼 渣； S6:將步驟S5制得的干沼渣粉碎，過300-500目篩子，制得干沼渣粉碎物； S7:將步驟S6制得的干廣豆根藥渣粉碎物與熱解催化劑在攬拌轉速為90-120r/min下 混合12-15min，制得混合物I，所述的熱解催化劑W重量份為單位，包括W下原料:堿性白± 8-30份、氧化鉆1-4份、氧化儀2-3份、氧化鐵2-3份、氧化侶1-2份、氧化鋒1-2份、水玻璃10- 35份； 所述熱解催化劑的制備方法，包括W下步驟： S71:將堿性白±、氧化鉆、氧化儀、氧化鐵、氧化侶、氧化鋒、水玻璃在攬拌轉速為100- leOr/min下混合8-12min，制得球狀顆粒I; 步驟S71中所述堿性白±的制備方法，包括W下步驟： S711:將膨潤±和濃度為10%的活性白±廢水按重量比為2:9混合，在轉速為30化/min 條件下攬拌均勻，制得漿狀物料I; S712:將步驟S711制得的漿狀物料I加入到濃度為16%的無機混合酸中，所述無機混合 酸為濃度19wt%的憐酸、濃度38wt%的鹽酸、濃度27wt%的硫酸按體積比3:3:2組成的混合酸， 漿狀物料I與無機混合酸的重量比為2:10,在轉速為4(K)r/min條件下加入硫氨化鋼攬拌，硫 氨化鋼與漿狀物料I的重量比為2:120，加熱至85°C，保持在85°C條件下反應2.化，制得漿狀 物料n; S713:將步驟S712制得的漿狀物料n在壓力為0.92MPa條件下進行壓濾，制得含水率為 40%的濾餅I; S714:向步驟S713制得的濾餅I加水攬拌溶解，加水量為濾餅I重量的7倍，攬拌溶解濾 餅I完成后加入聚丙締酸鋼和聚合硫酸侶攬拌O.化使溶液沉淀，將沉淀物在壓力為0.92Mpa 條件下進行壓濾，制得含水率為38%的濾餅n; S715:將步驟S714制得的濾餅n加水攬拌溶解，加水量為濾餅n重量的6倍，攬拌溶解 濾餅n完成后，加入濃度為9%的氨氧化巧溶液，制得漿物料m; S716:將步驟S715制得的漿物料m在壓力為O . 92M化條件下進行壓濾，制得含水率為 39%的濾餅虹； S717:將步驟S716制得的濾餅虹放在離屯、機中，在離屯、轉速為5000r/min條件下除水至 濾餅m含水率為4%后粉碎，所得粉碎物過500目篩，制得堿性白±; S72:將步驟S71制得的球狀顆粒I在950-110(TC范圍的溫度下賠燒，冷卻至室溫后篩分 而得到的粒徑為0.0 l-0.06mm，孔隙容積為0.05-0.08mL/g，振實密度為0.82-0.96g/血，磨 耗率為2.05%-2.38%的球狀顆粒n ; S8:將步驟S7制得的混合物I放到微波反應蓋中，W30-65°C/min的速度升溫至790-820 °C，熱解4-6min，制得生物質燃氣和混合物n ; S9:在微波反應蓋中，溫度為430-460°C下采用步驟S4制得的生物質燃氣干饋炭化混合 物n 0.3-0.化，冷卻至室溫，制得混合物虹； S10:向步驟S9制得的混合物虹中加入淀粉粘合劑、石灰水，在攬拌轉速為120-18化/ min下混合10-15min，經壓制成塊狀型后采用步驟Sl所述熱空氣烘干至含水率《6%，制得燒 烤炭； 所述淀粉粘合劑的制備方法，包括W下步驟： SlOl:配制濃度為25-28Be '木馨淀粉漿I; S102:向步驟SlOl的木馨淀粉漿I中加入濃度為1%-5%乙酸異戊醋、二甲基乙酷胺，然后 在溫度為36-39 °C，攬拌轉速為100-12化/min下進行交聯(lián)接枝反應0.4-0.化，制得漿料n ; S103:向步驟S102的漿料n中加入氨氧化鐘和環(huán)氧氯己燒，然后在溫度為40-46°C，攬 拌轉速為110-15化/min下進行交聯(lián)反應0.3-0.化，制得漿料虹； S104:將步驟S103的漿料虹進行預糊化并在溫度為165-168 °C下烘干，制得含水率《6% 的物料IV; S105:將步驟S104的物料IV粉碎、過100-160目篩子，制得淀粉粘合劑。
[0010] 進一步地，步驟S7中所述干廣豆根藥渣粉碎物與熱解催化劑的質量比為175-230: 1-3。
[0011] 進一步地，步驟Sio中所述混合物虹、淀粉粘合劑、石灰水的質量比為34-43:4-6: 5-7。
[0012] 進一步地，步驟SlO中所述壓制成塊狀型采用的壓力為10-15Mpa。
[0013] 進一步地，步驟S102中所述木馨淀粉漿I、乙酸異戊醋、二甲基乙酷胺的質量比為 30-80:10-25:12-20。
[0014] 進一步地，步驟S103中所述漿料n、氨氧化鐘、環(huán)氧氯己燒的質量比為35-73:12- 25:15-20。
[0015] 進一步地，步驟S103中所述交聯(lián)反應的溫度為42°C，攬拌轉速為12虹/min下進行 交聯(lián)反應〇.地。
[0016] 本發(fā)明具有W下有益效果： (1) 本發(fā)明的制備方法條件可控，廣豆根藥渣制備燒烤炭的轉化率高，無廢渣產生； (2) 本發(fā)明制備過程中不添加引火物等添加劑，制得的燒烤炭無煙無毒無味； (3) 本發(fā)明制得的燒烤炭起火快，燃燒時間長達3.化W上，有利于使用； (4) 本發(fā)明制得的燒烤炭外表光滑無裂紋、無爆花，易于保存和運輸； 巧)本發(fā)明的方法最大限度地利用了廣豆根藥渣，實現(xiàn)了廣豆根藥渣生物發(fā)酵制甲燒、 及其發(fā)酵殘渣熱解制備生物炭的全資源化目的，運不僅可W大大降低生產成本，同時可W 減少環(huán)境污染，節(jié)約資源，促進資源循環(huán)利用，具有良好的經濟效益和環(huán)境效益，為類似木 質纖維素類廢物的資源化利用提供了科學依據，具有廣闊的市場前景。
[0017] 【【具體實施方式】】 為便于更好地理解本發(fā)明，通過W下實施例加W說明，運些實施例屬于本發(fā)明的保護 范圍，但不限制本發(fā)明的保護范圍。
[0018] 在實施例中，所述廣豆根藥渣制備甲燒和燒烤炭的方法，包括W下步驟： SI:將廣豆根藥渣采用熱空氣烘干成含水率為13%-16%，制得干廣豆根藥渣，所述熱空 氣為煤煙氣與空氣熱交換得到，所述煤煙氣溫度為920-960°C，所述空氣溫度為4-36°C，所 述熱空氣溫度為250-480°C ; S2:將步驟SI制得的干廣豆根藥渣粉碎，過100-200目篩子，制得干廣豆根藥渣粉碎物； S3:向步驟S2制得的干廣豆根藥渣粉碎物中加入濃度為8%-20%的氨氧化鐘溶液，在轉 速為80-150r/min下，攬拌5-8min，使廣豆根藥渣完全浸泡在氨氧化鐘溶液中，并在溫度為 42-48 °C下浸泡16-2化，制得預處理后廣豆根藥渣； S4:將步驟S3制得的預處理后廣豆根藥渣與污泥按重量比為5-7:2-3混合均勻，所述污 泥的VS濃度為6%-9%(w/w)，產甲燒潛力為215-290mL/(d ? L)，然后將廣豆根藥渣與污泥混 合均勻物倒入發(fā)酵罐，加入甲燒催化劑，所述甲燒催化劑由二氧化娃和金屬儀按重量比為 2-3:1-2組成，調節(jié)抑值為10.9-11.3，控制溫度為39-4rC，在轉速為110-130r/min下進行 甲燒發(fā)酵34-36天，用集氣袋收集產生的甲燒，發(fā)酵罐中剩余的為沼渣； S5:將步驟S4制得的沼渣采用步驟Sl所述的熱空氣烘干成含水率為8%-13%，制得干沼 渣； S6:將步驟S5制得的干沼渣粉碎，過300-500目篩子，制得干沼渣粉碎物； S7:將步驟S6制得的干廣豆根藥渣粉碎物與熱解催化劑在攬拌轉速為90-120r/min下 混合12-15min，制得混合物I，所述干廣豆根藥渣粉碎物與熱解催化劑的質量比為175-230: 1-3,所述的熱解催化劑W重量份為單位，包括W下原料:堿性白±8-30份、氧化鉆1-4份、氧 化儀2-3份、氧化鐵2-3份、氧化侶1-2份、氧化鋒1-2份、水玻璃10-35份； 所述熱解催化劑的制備方法，包括W下步驟： S71:將堿性白±、氧化鉆、氧化儀、氧化鐵、氧化侶、氧化鋒、水玻璃在攬拌轉速為100- leOr/min下混合8-12min，制得球狀顆粒I; 步驟S71中所述堿性白±的制備方法，包括W下步驟： S711:將膨潤±和濃度為10%的活性白±廢水按重量比為2:9混合，在轉速為30化/min 條件下攬拌均勻，制得漿狀物料I; S712:將步驟S711制得的漿狀物料I加入到濃度為16%的無機混合酸中，所述無機混合 酸為濃度19wt%的憐酸、濃度38wt%的鹽酸、濃度27wt%的硫酸按體積比3:3:2組成的混合酸， 漿狀物料I與無機混合酸的重量比為2:10,在轉速為4(K)r/min條件下加入硫氨化鋼攬拌，硫 氨化鋼與漿狀物料I的重量比為2:120，加熱至85°C，保持在85°C條件下反應2.化，制得漿狀 物料n; S713:將步驟S712制得的漿狀物料n在壓力為0.92MPa條件下進行壓濾，制得含水率為 40%的濾餅I; S714:向步驟S713制得的濾餅I加水攬拌溶解，加水量為濾餅I重量的7倍，攬拌溶解濾 餅I完成后加入聚丙締酸鋼和聚合硫酸侶攬拌0.化使溶液沉淀，將沉淀物在壓力為0.92Mpa 條件下進行壓濾，制得含水率為38%的濾餅n; S715:將步驟S714制得的濾餅n加水攬拌溶解，加水量為濾餅n重量的6倍，攬拌溶解 濾餅n完成后，加入濃度為9%的氨氧化巧溶液，制得漿物料m; S716:將步驟S715制得的漿物料m在壓力為0.92M化條件下進行壓濾，制得含水率為 39%的濾餅虹； S717:將步驟S716制得的濾餅虹放在離屯、機中，在離屯、轉速為5000r/min條件下除水至 濾餅m含水率為4%后粉碎，所得粉碎物過500目篩，制得堿性白±; S72:將步驟S71制得的球狀顆粒I在950-110(TC范圍的溫度下賠燒，冷卻至室溫后篩分 而得到的粒徑為0.0 l-0.06mm，孔隙容積為0.05-0.08mL/g，振實密度為0.82-0.96g/血，磨 耗率為2.05%-2.38%的球狀顆粒n ; S8:將步驟S7制得的混合物I放到微波反應蓋中，W30-65°C/min的速度升溫至790-820 °C，熱解4-6min，制得生物質燃氣和混合物n ; S9:在微波反應蓋中，溫度為430-460°C下采用步驟S4制得的生物質燃氣干饋炭化混合 物n 0.3-0.化，冷卻至室溫，制得混合物虹； S10:向步驟S9制得的混合物虹中加入淀粉粘合劑、石灰水，在攬拌轉速為120-18化/ min下混合IO-ISmin，所述混合物虹、淀粉粘合劑、石灰水的質量比為34-43:4-6:5-7，經在 壓力為IO-ISMpa下壓制成塊狀型后采用步驟Sl所述熱空氣烘干至含水率《6%，制得燒烤 炭； 所述淀粉粘合劑的制備方法，包括W下步驟： SlOl:配制濃度為25-28Be '木馨淀粉漿I; S102:向步驟SlOl的木馨淀粉漿I中加入濃度為1%-5%乙酸異戊醋、二甲基乙酷胺，所述 木馨淀粉漿I、乙酸異戊醋、二甲基乙酷胺的質量比為30-80:10-25:12-20,然后在溫度為 36-39°C，攬拌轉速為100-12化/min下進行交聯(lián)接枝反應0.4-0.化，制得漿料n ; S103:向步驟S102的漿料n中加入氨氧化鐘和環(huán)氧氯己燒，所述漿料n、氨氧化鐘、環(huán) 氧氯己燒的質量比為35-73:12-25:15-20,然后在溫度為40-46 °C，攬拌轉速為IlO-ISOr/ min下進行交聯(lián)反應0.3-0.化，制得漿料虹； S104:將步驟S103的漿料虹進行預糊化并在溫度為165-168 °C下烘干，制得含水率《6% 的物料IV; S105:將步驟S104的物料IV粉碎、過100-160目篩子，制得淀粉粘合劑。
[0019] 下面通過更具體實施例對本發(fā)明進行說明。
[0020] 實施例1 一種廣豆根藥渣制備甲燒和燒烤炭的方法，包括W下步驟： SI:將廣豆根藥渣采用熱空氣烘干成含水率為14%，制得干廣豆根藥渣，所述熱空氣為 煤煙氣與空氣熱交換得到，所述煤煙氣溫度為94(TC，所述空氣溫度為2(TC，所述熱空氣溫 度為360°C; S2:將步驟SI制得的干廣豆根藥渣粉碎，過150目篩子，制得干廣豆根藥渣粉碎物； S3:向步驟S2制得的干廣豆根藥渣粉碎物中加入濃度為15%的氨氧化鐘溶液，在轉速為 12化/min下，攬拌7min，使廣豆根藥渣完全浸泡在氨氧化鐘溶液中，并在溫度為45 °C下浸泡 1她，制得預處理后廣豆根藥渣； S4:將步驟S3制得的預處理后廣豆根藥渣與污泥按重量比為6:2.5混合均勻，所述污泥 的VS濃度為8%(w/w)，產甲燒潛力為250mL/(d ? L)，然后將廣豆根藥渣與污泥混合均勻物倒 入發(fā)酵罐，加入甲燒催化劑，所述甲燒催化劑由二氧化娃和金屬儀按重量比為2:1組成，調 節(jié)pH值為11.1，控制溫度為40°C，在轉速為12化/min下進行甲燒發(fā)酵35天，用集氣袋收集產 生的甲燒，發(fā)酵罐中剩余的為沼渣； S5:將步驟S4制得的沼渣采用步驟Sl所述的熱空氣烘干成含水率為12%，制得干沼渣； S6:將步驟S5制得的干沼渣粉碎，過400目篩子，制得干沼渣粉碎物； S7:將步驟S6制得的干廣豆根藥渣粉碎物與熱解催化劑在攬拌轉速為10化/min下混合 13min，制得混合物I，所述干廣豆根藥渣粉碎物與熱解催化劑的質量比為200: 2，所述的熱 解催化劑W重量份為單位，包括W下原料:堿性白±19份、氧化鉆3份、氧化儀2份、氧化鐵2 份、氧化侶2份、氧化鋒1份、水玻璃23份； 所述熱解催化劑的制備方法，包括W下步驟： S71:將堿性白±、氧化鉆、氧化儀、氧化鐵、氧化侶、氧化鋒、水玻璃在攬拌轉速為13化/ min下混合IOmin，制得球狀顆粒I; 步驟S71中所述堿性白±的制備方法，包括W下步驟： S711:將膨潤±和濃度為10%的活性白±廢水按重量比為2:9混合，在轉速為30化/min 條件下攬拌均勻，制得漿狀物料I; S712:將步驟S711制得的漿狀物料I加入到濃度為16%的無機混合酸中，所述無機混合 酸為濃度19wt%的憐酸、濃度38wt%的鹽酸、濃度27wt%的硫酸按體積比3:3:2組成的混合酸， 漿狀物料I與無機混合酸的重量比為2:10,在轉速為4(K)r/min條件下加入硫氨化鋼攬拌，硫 氨化鋼與漿狀物料I的重量比為2:120，加熱至85°C，保持在85°C條件下反應2.化，制得漿狀 物料n; S713:將步驟S712制得的漿狀物料n在壓力為0.92MPa條件下進行壓濾，制得含水率為 40%的濾餅I; S714:向步驟S713制得的濾餅I加水攬拌溶解，加水量為濾餅I重量的7倍，攬拌溶解濾 餅I完成后加入聚丙締酸鋼和聚合硫酸侶攬拌0.化使溶液沉淀，將沉淀物在壓力為0.92Mpa 條件下進行壓濾，制得含水率為38%的濾餅n; S715:將步驟S714制得的濾餅n加水攬拌溶解，加水量為濾餅n重量的6倍，攬拌溶解 濾餅n完成后，加入濃度為9%的氨氧化巧溶液，制得漿物料m; S716:將步驟S715制得的漿物料m在壓力為0.92M化條件下進行壓濾，制得含水率為 39%的濾餅虹； S717:將步驟S716制得的濾餅虹放在離屯、機中，在離屯、轉速為5000r/min條件下除水至 濾餅m含水率為4%后粉碎，所得粉碎物過500目篩，制得堿性白±; S72:將步驟S71制得的球狀顆粒I在IOOCTC范圍的溫度下賠燒，冷卻至室溫后篩分而得 到的粒徑為0.04mm，孔隙容積為0.06mL/g，振實密度為0.9g/mL，磨耗率為2.23%的球狀顆粒 n; S8:將步驟S7制得的混合物I放到微波反應蓋中，W45°C/min的速度升溫至800°C，熱解 5min，制得生物質燃氣和混合物n ; S9:在微波反應蓋中，溫度為4500°C下采用步驟S4制得的生物質燃氣干饋炭化混合物 n 0.5h，冷卻至室溫，制得混合物虹； SlO:向步驟S9制得的混合物虹中加入淀粉粘合劑、石灰水，在攬拌轉速為16化/min下 混合12min，所述混合物虹、淀粉粘合劑、石灰水的質量比為40: 5:6，經在壓力為13Mpa下壓 制成塊狀型后采用步驟Sl所述熱空氣烘干至含水率為6%，制得燒烤炭； 所述淀粉粘合劑的制備方法，包括W下步驟： SlOl:配制濃度為27Be'木馨淀粉漿I; S102:向步驟SlOl的木馨淀粉漿I中加入濃度為4%乙酸異戊醋、二甲基乙酷胺，所述木 馨淀粉漿I、乙酸異戊醋、二甲基乙酷胺的質量比為65:17:16,然后在溫度為38°C，攬拌轉速 為11化/min下進行交聯(lián)接枝反應0.化，制得漿料n ; S103:向步驟S102的漿料n中加入氨氧化鐘和環(huán)氧氯己燒，所述漿料n、氨氧化鐘、環(huán) 氧氯己燒的質量比為54:18:16,然后在溫度為43°C，攬拌轉速為13化/min下進行交聯(lián)反應 0.地，制得漿料虹； S104:將步驟S103的漿料虹進行預糊化并在溫度為167°C下烘干，制得含水率為6%的物 料IV; S105:將步驟S104的物料IV粉碎、過130目篩子，制得淀粉粘合劑。
[0021]實施例2 一種廣豆根藥渣制備甲燒和燒烤炭的方法，包括W下步驟： SI:將廣豆根藥渣采用熱空氣烘干成含水率為14%，制得干廣豆根藥渣，所述熱空氣為 煤煙氣與空氣熱交換得到，所述煤煙氣溫度為920°C，所述空氣溫度為4°C，所述熱空氣溫度 為 250°C; S2:將步驟SI制得的干廣豆根藥渣粉碎，過100目篩子，制得干廣豆根藥渣粉碎物； S3:向步驟S2制得的干廣豆根藥渣粉碎物中加入濃度為8%的氨氧化鐘溶液，在轉速為 8化/min下，攬拌8min，使廣豆根藥渣完全浸泡在氨氧化鐘溶液中，并在溫度為42°C下浸泡 16h，制得預處理后廣豆根藥渣； S4:將步驟S3制得的預處理后廣豆根藥渣與污泥按重量比為5:2混合均勻，所述污泥的 VS濃度為6% (w/w)，產甲燒潛力為215mL/(d ? L)，然后將廣豆根藥渣與污泥混合均勻物倒 入發(fā)酵罐，加入甲燒催化劑，所述甲燒催化劑由二氧化娃和金屬儀按重量比為2:1組成，調 節(jié)pH值為10.9,控制溫度為39 °C，在轉速為11化/min下進行甲燒發(fā)酵36天，用集氣袋收集產 生的甲燒，發(fā)酵罐中剩余的為沼渣； S5:將步驟S4制得的沼渣采用步驟Sl所述的熱空氣烘干成含水率為8%，制得干沼渣； S6:將步驟S5制得的干沼渣粉碎，過300目篩子，制得干沼渣粉碎物； S7:將步驟S6制得的干廣豆根藥渣粉碎物與熱解催化劑在攬拌轉速為90r/min下混合 15min，制得混合物I，所述干廣豆根藥渣粉碎物與熱解催化劑的質量比為175:1，所述的熱 解催化劑W重量份為單位，包括W下原料:堿性白±8份、氧化鉆1份、氧化儀2份、氧化鐵2 份、氧化侶1份、氧化鋒1份、水玻璃10份； 所述熱解催化劑的制備方法，包括W下步驟： S71:將堿性白±、氧化鉆、氧化儀、氧化鐵、氧化侶、氧化鋒、水玻璃在攬拌轉速為10化/ min下混合Smin，制得球狀顆粒I; 步驟S71中所述堿性白±的制備方法，包括W下步驟： S711:將膨潤±和濃度為10%的活性白±廢水按重量比為2:9混合，在轉速為30化/min 條件下攬拌均勻，制得漿狀物料I; S712:將步驟S711制得的漿狀物料I加入到濃度為16%的無機混合酸中，所述無機混合 酸為濃度19wt%的憐酸、濃度38wt%的鹽酸、濃度27wt%的硫酸按體積比3:3:2組成的混合酸， 漿狀物料I與無機混合酸的重量比為2:10,在轉速為4(K)r/min條件下加入硫氨化鋼攬拌，硫 氨化鋼與漿狀物料I的重量比為2:120，加熱至85°C，保持在85°C條件下反應2.化，制得漿狀 物料n; S713:將步驟S712制得的漿狀物料n在壓力為0.92MPa條件下進行壓濾，制得含水率為 40%的濾餅I; S714:向步驟S713制得的濾餅I加水攬拌溶解，加水量為濾餅I重量的7倍，攬拌溶解濾 餅I完成后加入聚丙締酸鋼和聚合硫酸侶攬拌0.化使溶液沉淀，將沉淀物在壓力為0.92Mpa 條件下進行壓濾，制得含水率為38%的濾餅n; S715:將步驟S714制得的濾餅n加水攬拌溶解，加水量為濾餅n重量的6倍，攬拌溶解 濾餅n完成后，加入濃度為9%的氨氧化巧溶液，制得漿物料m; S716:將步驟S715制得的漿物料m在壓力為0.92M化條件下進行壓濾，制得含水率為 39%的濾餅虹； S717:將步驟S716制得的濾餅虹放在離屯、機中，在離屯、轉速為5000r/min條件下除水至 濾餅m含水率為4%后粉碎，所得粉碎物過500目篩，制得堿性白±; S72:將步驟S71制得的球狀顆粒I在950°C范圍的溫度下賠燒，冷卻至室溫后篩分而得 到的粒徑為0.0 lmm,孔隙容積為0.05mL/g，振實密度為0.82g/mL，磨耗率為2.05%的球狀顆 粒n; S8:將步驟S7制得的混合物I放到微波反應蓋中，W30°C/min的速度升溫至790°C，熱解 6min，制得生物質燃氣和混合物n ; S9:在微波反應蓋中，溫度為430°C下采用步驟S4制得的生物質燃氣干饋炭化混合物n 0.3h，冷卻至室溫，制得混合物虹； SlO:向步驟S9制得的混合物虹中加入淀粉粘合劑、石灰水，在攬拌轉速為12化/min下 混合15min，所述混合物虹、淀粉粘合劑、石灰水的質量比為34:4: 5，經在壓力為IOMpa下壓 制成塊狀型后采用步驟Sl所述熱空氣烘干至含水率為5.77%，制得燒烤炭； 所述淀粉粘合劑的制備方法，包括W下步驟： SlOl:配制濃度為25Be'木馨淀粉漿I; S102:向步驟SlOl的木馨淀粉漿I中加入濃度為1%-5%乙酸異戊醋、二甲基乙酷胺，所述 木馨淀粉漿I、乙酸異戊醋、二甲基乙酷胺的質量比為30:10:12,然后在溫度為36-39°C，攬 拌轉速為10化/min下進行交聯(lián)接枝反應O.化，制得漿料n ; S103:向步驟S102的漿料n中加入氨氧化鐘和環(huán)氧氯己燒，所述漿料n、氨氧化鐘、環(huán) 氧氯己燒的質量比為35:12:15,然后在溫度為40°C，攬拌轉速為11化/min下進行交聯(lián)反應 0.5h，制得漿料虹； 8104:將步驟5103的漿料虹進行預糊化并在溫度為165°(：下烘干，制得含水率為5.67% 的物料IV; S105:將步驟S104的物料IV粉碎、過100目篩子，制得淀粉粘合劑。
[0022]實施例3 一種廣豆根藥渣制備甲燒和燒烤炭的方法，包括W下步驟： SI:將廣豆根藥渣采用熱空氣烘干成含水率為16%，制得干廣豆根藥渣，所述熱空氣為 煤煙氣與空氣熱交換得到，所述煤煙氣溫度為960°C，所述空氣溫度為36°C，所述熱空氣溫 度為480°C; S2:將步驟SI制得的干廣豆根藥渣粉碎，過200目篩子，制得干廣豆根藥渣粉碎物； S3:向步驟S2制得的干廣豆根藥渣粉碎物中加入濃度為20%的氨氧化鐘溶液，在轉速為 15化/min下，攬拌5min，使廣豆根藥渣完全浸泡在氨氧化鐘溶液中，并在溫度為48 °C下浸泡 16h，制得預處理后廣豆根藥渣； S4:將步驟S3制得的預處理后廣豆根藥渣與污泥按重量比為7:3混合均勻，所述污泥的 VS濃度為9%(w/w)，產甲燒潛力為290mL/(d ? L)，然后將廣豆根藥渣與污泥混合均勻物倒入 發(fā)酵罐，加入甲燒催化劑，所述甲燒催化劑由二氧化娃和金屬儀按重量比為3:2組成，調節(jié) pH值為11.3，控制溫度為4rC，在轉速為13化/min下進行甲燒發(fā)酵34天，用集氣袋收集產生 的甲燒，發(fā)酵罐中剩余的為沼渣； S5:將步驟S4制得的沼渣采用步驟Sl所述的熱空氣烘干成含水率為13%，制得干沼渣； S6:將步驟S5制得的干沼渣粉碎，過300目篩子，制得干沼渣粉碎物； S7:將步驟S6制得的干廣豆根藥渣粉碎物與熱解催化劑在攬拌轉速為12化/min下混合 12min，制得混合物I，所述干廣豆根藥渣粉碎物與熱解催化劑的質量比為230: 3，所述的熱 解催化劑W重量份為單位，包括W下原料:堿性白±30份、氧化鉆4份、氧化儀3份、氧化鐵3 份、氧化侶2份、氧化鋒2份、水玻璃35份； 所述熱解催化劑的制備方法，包括W下步驟： S71:將堿性白±、氧化鉆、氧化儀、氧化鐵、氧化侶、氧化鋒、水玻璃在攬拌轉速為16化/ min下混合Smin，制得球狀顆粒I; 步驟S71中所述堿性白±的制備方法，包括W下步驟： S711:將膨潤±和濃度為10%的活性白±廢水按重量比為2:9混合，在轉速為30化/min 條件下攬拌均勻，制得漿狀物料I; S712:將步驟S711制得的漿狀物料I加入到濃度為16%的無機混合酸中，所述無機混合 酸為濃度19wt%的憐酸、濃度38wt%的鹽酸、濃度27wt%的硫酸按體積比3:3:2組成的混合酸， 漿狀物料I與無機混合酸的重量比為2:10,在轉速為4(K)r/min條件下加入硫氨化鋼攬拌，硫 氨化鋼與漿狀物料I的重量比為2:120，加熱至85°C，保持在85°C條件下反應2.化，制得漿狀 物料n; S713:將步驟S712制得的漿狀物料n在壓力為0.92MPa條件下進行壓濾，制得含水率為 40%的濾餅I; S714:向步驟S713制得的濾餅I加水攬拌溶解，加水量為濾餅I重量的7倍，攬拌溶解濾 餅I完成后加入聚丙締酸鋼和聚合硫酸侶攬拌0.化使溶液沉淀，將沉淀物在壓力為0.92Mpa 條件下進行壓濾，制得含水率為38%的濾餅n; S715:將步驟S714制得的濾餅n加水攬拌溶解，加水量為濾餅n重量的6倍，攬拌溶解 濾餅n完成后，加入濃度為9%的氨氧化巧溶液，制得漿物料m; S716:將步驟S715制得的漿物料m在壓力為0.92M化條件下進行壓濾，制得含水率為 39%的濾餅虹； S717:將步驟S716制得的濾餅虹放在離屯、機中，在離屯、轉速為5000r/min條件下除水至 濾餅m含水率為4%后粉碎，所得粉碎物過500目篩，制得堿性白±; S72:將步驟S71制得的球狀顆粒I在Iiocrc范圍的溫度下賠燒，冷卻至室溫后篩分而得 到的粒徑為0.06mm，孔隙容積為0.08mL/g，振實密度為0.96g/mL，磨耗率為2.38%的球狀顆 粒n; S8:將步驟S7制得的混合物I放到微波反應蓋中，W65°C/min的速度升溫至820°C，熱解 4min，制得生物質燃氣和混合物n ; S9:在微波反應蓋中，溫度為460°C下采用步驟S4制得的生物質燃氣干饋炭化混合物n 0.6h，冷卻至室溫，制得混合物虹； SlO:向步驟S9制得的混合物虹中加入淀粉粘合劑、石灰水，在攬拌轉速為18化/min下 混合IOmin，所述混合物虹、淀粉粘合劑、石灰水的質量比為43:6:7，經在壓力為15Mpa下壓 制成塊狀型后采用步驟Sl所述熱空氣烘干至含水率為4.84%，制得燒烤炭； 所述淀粉粘合劑的制備方法，包括W下步驟： SlOl:配制濃度為28Be'木馨淀粉漿I; S102:向步驟SlOl的木馨淀粉漿I中加入濃度為5%乙酸異戊醋、二甲基乙酷胺，所述木 馨淀粉漿I、乙酸異戊醋、二甲基乙酷胺的質量比為80:25:20,然后在溫度為39°C，攬拌轉速 為12化/min下進行交聯(lián)接枝反應0.4h，制得漿料n ; S103:向步驟S102的漿料n中加入氨氧化鐘和環(huán)氧氯己燒，所述漿料n、氨氧化鐘、環(huán) 氧氯己燒的質量比為73:25: 20,然后在溫度為46°C，攬拌轉速為15化/min下進行交聯(lián)反應 0.3h，制得漿料虹； S104:將步驟S103的漿料虹進行預糊化并在溫度為168°C下烘干，制得含水率《6%的物 料IV; S105:將步驟S104的物料IV粉碎、過160目篩子，制得淀粉粘合劑。 「00231 捻加Il出施倆h-3由同貨腦34早時受巧田怡盧與燕_結單々n下夫航志_
L〇〇24」由上表可知，實施例1-3的方法同發(fā)酵34天時累積甲燒產氣率達350 ml/g ? VSW 上。
[002引燒烤炭性能測試： (I)水分含量、灰分含量、固定碳含量、熱值的測定參照GB/T2001-1991《焦炭工業(yè)分析 測定方法》中相關的測定方法。
[00%] (2)硫含量的測定參照GB/T2286-2008《焦炭全硫含量的測定方法》中相關的測定 方法。
[0027] 實施例1-3中的燒烤炭性能參數如下表所示。
[0028] 由上表可知，本發(fā)明的方法所制得的燒烤炭固定炭含量高，熱值大，符合燒烤炭的 性能要求。
[0029] W上內容不能認定本發(fā)明具體實施只局限于運些說明，對于本發(fā)明所屬技術領域 的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思前提下，還可W做出若干簡單推演或替換，都應 當視為屬于本發(fā)明由所提交的權利要求書確定的專利保護范圍。
【主權項】
1. 一種廣豆根藥渣制備甲烷和燒烤炭的方法，其特征在于，包括以下步驟： SI:將廣豆根藥渣采用熱空氣烘干成含水率為13%-16%，制得干廣豆根藥渣，所述熱空 氣為煤煙氣與空氣熱交換得到，所述煤煙氣溫度為920-960°C，所述空氣溫度為4-36°C，所 述熱空氣溫度為250-480°C ; S2:將步驟SI制得的干廣豆根藥渣粉碎，過100-200目篩子，制得干廣豆根藥渣粉碎物； S3:向步驟S2制得的干廣豆根藥渣粉碎物中加入濃度為8%-20%的氫氧化鉀溶液，在轉 速為80-150r/min下，攪拌5-8min，使廣豆根藥渣完全浸泡在氫氧化鉀溶液中，并在溫度為 42-48 °C下浸泡16-20h，制得預處理后廣豆根藥渣； S4:將步驟S3制得的預處理后廣豆根藥渣與污泥按重量比為5-7:2-3混合均勻，所述污 泥的VS濃度為6%-9%(w/w)，產甲烷潛力為215-290mL/(d · L)，然后將廣豆根藥渣與污泥混 合均勻物倒入發(fā)酵罐，加入甲烷催化劑，所述甲烷催化劑由二氧化硅和金屬鎳按重量比為 2-3:1-2組成，調節(jié)pH值為10.9-11.3，控制溫度為39-41°C，在轉速為110_130r/min下進行 甲烷發(fā)酵34-36天，用集氣袋收集產生的甲烷，發(fā)酵罐中剩余的為沼渣； S5:將步驟S4制得的沼渣采用步驟Sl所述的熱空氣烘干成含水率為8%-13%，制得干沼 渣； S6:將步驟S5制得的干沼渣粉碎，過300-500目篩子，制得干沼渣粉碎物； S7:將步驟S6制得的干廣豆根藥渣粉碎物與熱解催化劑在攪拌轉速為90-120r/min下 混合12-15min，制得混合物I，所述的熱解催化劑以重量份為單位，包括以下原料:堿性白土 8_30份、氧化鈷1_4份、氧化銀2_3份、氧化欽2_3份、氧化錯1_2份、氧化鋅1_2份、水玻璃10-35份； 所述熱解催化劑的制備方法，包括以下步驟： S71:將堿性白土、氧化鈷、氧化鎳、氧化鈦、氧化鋁、氧化鋅、水玻璃在攪拌轉速為100-160r/min下混合8_12min，制得球狀顆粒I; 步驟S71中所述堿性白土的制備方法，包括以下步驟： S711:將膨潤土和濃度為10%的活性白土廢水按重量比為2:9混合，在轉速為300以1^11 條件下攪拌均勻，制得漿狀物料I; S712:將步驟S711制得的漿狀物料I加入到濃度為16%的無機混合酸中，所述無機混合 酸為濃度19wt%的磷酸、濃度38wt%的鹽酸、濃度27wt%的硫酸按體積比3:3:2組成的混合酸， 漿狀物料I與無機混合酸的重量比為2:10，在轉速為400r/min條件下加入硫氫化鈉攪拌，硫 氫化鈉與漿狀物料I的重量比為2:120，加熱至85°C，保持在85°C條件下反應2.5h，制得漿狀 物料Π ; S713:將步驟S712制得的漿狀物料Π 在壓力為0.92MPa條件下進行壓濾，制得含水率為 40%的濾餅I; S714:向步驟S713制得的濾餅I加水攪拌溶解，加水量為濾餅I重量的7倍，攪拌溶解濾 餅I完成后加入聚丙烯酸鈉和聚合硫酸鋁攪拌〇. 9h使溶液沉淀，將沉淀物在壓力為0.92Mpa 條件下進行壓濾，制得含水率為38%的濾餅Π ; S715:將步驟S714制得的濾餅Π 加水攪拌溶解，加水量為濾餅Π 重量的6倍，攪拌溶解 濾餅Π 完成后，加入濃度為9%的氫氧化鈣溶液，制得漿物料m; S716:將步驟S715制得的漿物料ΙΠ 在壓力為0.92MPa條件下進行壓濾，制得含水率為 39%的濾餅m; S717:將步驟S716制得的濾餅m放在離心機中，在離心轉速為5000r/min條件下除水至 濾餅ΙΠ 含水率為4%后粉碎，所得粉碎物過500目篩，制得堿性白土； S72:將步驟S71制得的球狀顆粒I在950-1100°C范圍的溫度下焙燒，冷卻至室溫后篩分 而得到的粒徑為〇. 01-0. 〇6mm，孔隙容積為0.05-0.08mL/g，振實密度為0.82-0.96g/mL，磨 耗率為2.05%-2.38%的球狀顆粒Π ; S8:將步驟S7制得的混合物I放到微波反應釜中，以30-65°C/min的速度升溫至790-820 °C，熱解4-6min，制得生物質燃氣和混合物Π ; S9:在微波反應釜中，溫度為430-460°C下采用步驟S4制得的生物質燃氣干餾炭化混合 物Π 0.3-0.6h，冷卻至室溫，制得混合物m; S10:向步驟S9制得的混合物ΙΠ 中加入淀粉粘合劑、石灰水，在攪拌轉速為120-180r/ min下混合10-15min，經壓制成塊狀型后采用步驟SI所述熱空氣烘干至含水率彡6%，制得燒 烤炭； 所述淀粉粘合劑的制備方法，包括以下步驟： SlOl:配制濃度為25-28Be '木薯淀粉漿I; S102:向步驟SlOl的木薯淀粉漿I中加入濃度為1%-5%乙酸異戊酯、二甲基乙酰胺，然后 在溫度為36-39°(：，攪拌轉速為100-12(^/1^11下進行交聯(lián)接枝反應0.4-0.611，制得漿料11; S103:向步驟S102的漿料Π 中加入氫氧化鉀和環(huán)氧氯己烷，然后在溫度為40-46Γ，攪 拌轉速為110-150r/min下進行交聯(lián)反應0.3-0.5h，制得衆(zhòng)料ΙΠ ; S104:將步驟S103的漿料ΙΠ 進行預糊化并在溫度為165-168°C下烘干，制得含水率彡6% 的物料IV; S105:將步驟S104的物料IV粉碎、過100-160目篩子，制得淀粉粘合劑。2. 根據權利要求1所述的廣豆根藥渣制備甲烷和燒烤炭的方法，其特征在于，步驟S7中 所述干廣豆根藥渣粉碎物與熱解催化劑的質量比為175-230:1-3。3. 根據權利要求1所述的廣豆根藥渣制備甲烷和燒烤炭的方法，其特征在于，步驟SlO 中所述混合物ΙΠ 、淀粉粘合劑、石灰水的質量比為34-43:4-6:5-7。4. 根據權利要求1所述的廣豆根藥渣制備甲烷和燒烤炭的方法，其特征在于，步驟SlO 中所述壓制成塊狀型采用的壓力為l〇_15Mpa。5. 根據權利要求1所述的廣豆根藥渣制備甲烷和燒烤炭的方法，其特征在于，步驟S102 中所述木薯淀粉漿I、乙酸異戊酯、二甲基乙酰胺的質量比為30-80:10-25:12-20。6. 根據權利要求1所述的廣豆根藥渣制備甲烷和燒烤炭的方法，其特征在于，步驟S103 中所述漿料Π 、氫氧化鉀、環(huán)氧氯己烷的質量比為35-73:12-25:15-20。7. 根據權利要求1所述的廣豆根藥渣制備甲烷和燒烤炭的方法，其特征在于，步驟S103 中所述交聯(lián)反應的溫度為42°C，攪拌轉速為125r/min下進行交聯(lián)反應0.4h。
【文檔編號】C10L5/44GK105925337SQ201610545115
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年7月12日
【發(fā)明人】覃央央
【申請人】廣西南寧榮威德新能源科技有限公司