一种生物质固废的处理方法与流程

本发明涉及固废资源化利用，尤其涉及一种生物质固废的处理方法。

背景技术：

1、生物质能源是绿色能源之一，生物质的资源化利用是现有研究的热门方向。生物质利用技术主要有四个方向:能源化、饲料化、肥料化和材料化。生物质能源化利用技术包括：直接燃烧利用(发电或供热)、制成型燃料、制气态燃料(沼气、生物天然气等)、制液态燃料(生物乙醇、生物柴油等)；生物质饲料化技术包括：青贮饲料、微贮饲料、氨化饲料、单细胞蛋白饲料等；生物质材料化利用技术主要有：做建筑材料(纤维板、刨花板、锯末板、稻壳板等)、做食品原料及药物中间体(低聚木糖、木糖醇、阿魏酸等)、做生物基高分子材料(将天然高分子改性制备生物质新材料、制备可降解生物基高分子材料等)、做环保餐具等。

2、生物质利用的过程中会产生大量的生物质固废，生物固废可分为三大类，农林业(农作物废弃物、畜禽粪便、林业加工废料、)、工业(酒糟、压榨副产品、药渣等)、城市固废(餐厨垃圾、市政园林垃圾、生活垃圾等)。现有生物质固废的处理方法多为焚烧、生化、热解，其中生物质焚烧技术多用于发电；生化多采用厌氧消化，热解多采用固定床热解气化。生物质固定床气化是生物质固废高效利用技术之一，生物质固定床气化过程，需先对生物质进行造粒处理，生物质颗粒经烘干、压缩后进入固定床进行气化。该过程适用于单纯生物质固废的处理，针对对象单一，一般利用生物质材料为农林固废，工业固废难以使用。

3、现有有机危险废弃物气化及高温熔融资源化技术，利用有机危废进行制备混合液，经气化、高温熔融制备合成气，可实现多种固废的混合使用，但其中生物质固废添加量较低，生物质固废含量占混合液的10wt％以下，主要原因为生物质自身具有较强的吸水作用，导致混合液流动性极差，难以进行输送。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种生物质固废的处理方法。本发明的处理方法能够对生物质固废表面进行物理改性处理，降低生物质的吸水特性，最终提高生物质固废的利用率。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种生物质固废的处理方法，包括以下步骤：

4、将生物质固废进行脱水，得到生物质固体；

5、将生物质固体依次进行干燥和粉碎，得到生物质样品粉末；

6、将所述生物质样品粉末与预处理剂混合预进行浸泡处理，得到生物质原料浆，所述预处理剂包括有机溶剂、助剂和添加剂；

7、将部分所述生物质原料浆进行固液分离，得到固态物料；

8、将所述固态物料、工业废水和工业有机废弃物混合，得到有机危废料浆；

9、将所述有机危废料浆和剩余所述生物质原料浆混合后进行气化，得到合成气。

10、优选地，所述预处理剂包括以下质量分数的组分：有机溶剂90～95％，助剂4～7％和添加剂1～3％。

11、优选地，所述助剂包括表面活性剂、稳定剂、分散剂和乳化剂中的一种或多种。

12、优选地，所述添加剂包括碳酸钠。

13、优选地，所述有机溶剂包括苯、甲苯、二甲苯、戊烷、己烷、辛烷、环己烷、环己酮、甲苯环己酮、氯苯、二氯苯、二氯甲烷、甲醇、乙醇、异丙醇、乙醚、环氧丙烷、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯、丙酮、甲基丁酮、甲基异丁酮、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙腈、吡啶、苯酚、hw06废有机溶剂和hw42废有机溶剂中的一种或多种。

14、优选地，所述预处理剂与生物质样品粉末的质量比为1：2～1。

15、优选地，所述固态物料中有机溶剂的质量含量为35％～55％。

16、优选地，所述工业有机废弃物包括工业危废hw11、工业危废hw17和工业危废hw37中的一种或多种。

17、优选地，所述有机危废料浆的热值为12000～21000j/g，流动性为400～1800cps，灰熔点为1100～1300℃。

18、优选地，所述气化的温度为1100～1350℃，压力为5～10mpa。

19、本发明提供了一种生物质固废的处理方法，包括以下步骤：将生物质固废进行脱水，得到生物质固体；将生物质固体依次进行干燥和粉碎，得到生物质样品粉末；将所述生物质样品粉末与预处理剂混合进行预浸泡处理，得到生物质原料浆，所述预处理剂包括有机溶剂、助剂和添加剂；将部分所述生物质原料浆进行固液分离，得到固态物料；将所述固态物料、工业废水和工业有机废弃物混合，得到有机危废料浆；将所述有机危废料浆和剩余所述生物质原料浆混合后进行气化，得到合成气。

20、本发明通过利用预处理剂对生物质样品粉末进行预浸泡处理，对生物质微观表面进行改性，生物质样品粉末中的羟基、羧基能与有机溶剂中的极性有机溶剂结合，在助剂的添加下，生物质样品粉末中的羟基、羧基可与有机溶剂中的非极性有机溶剂的结合，两种结合方式将实现有机溶剂对生物质样品粉末的包裹，形成油包生物质的微观油滴结构，使生物质吸附饱和，进而实现对生物质样品粉末表面的物理改性，降低生物质的吸水特性，最终达到防止生物质有机料浆出现团聚、粘度增大，分层的问题，提高生物质固废的利用率，得到的生物质原料浆可用以后续的直接气化处理，或用于有机危废料浆的制备。

21、且本发明中生物质原料浆具有两种用途，可直接作为气化原料进行气化，也与工业废水和工业有机废弃物混合，得到有机危废料浆，生物质原料浆经固液分离脱出部分有机溶剂后，剩余固态物料可作为有机危废料浆的主要原料进行利用，工业废水和工业有机废弃物成分复杂多样，同时部分工业有机废弃物多为有机废盐，热值含量较低，在气化过程中，较低的热值无法维持气化高温环境，生物质原料浆由干基生物质与有机溶剂配置而成，其热值稳定且较高，通过与工业有机废弃物进行配置可提升有机危废的整体热值，后用工业废水对料浆的流动性进行调整，达到改善有机危废料浆流动性的目的。

22、且本发明先对生物质进行脱水、干燥、粉碎、生物质原料浆配置，再进行工业废水和工业有机废弃物的添加，相较于生物质脱水、干燥、粉碎，再进行有机危废、有机溶剂、工业废水、生物质粉末的配置方式，生物质粉末的添加量可实现2倍效果的上升。

技术特征：

1.一种生物质固废的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述预处理剂包括以下质量分数的组分：有机溶剂90～95％，助剂4～7％和添加剂1～3％。

3.根据权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于，所述助剂包括表面活性剂、稳定剂、分散剂和乳化剂中的一种或多种。

4.根据权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于，所述添加剂包括碳酸钠。

5.根据权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于，所述有机溶剂包括苯、甲苯、二甲苯、戊烷、己烷、辛烷、环己烷、环己酮、甲苯环己酮、氯苯、二氯苯、二氯甲烷、甲醇、乙醇、异丙醇、乙醚、环氧丙烷、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯、丙酮、甲基丁酮、甲基异丁酮、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙腈、吡啶、苯酚、hw06废有机溶剂和hw42废有机溶剂中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述预处理剂与生物质样品粉末的质量比为1：2～1。

7.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述固态物料中有机溶剂的质量含量为35％～55％。

8.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述工业有机废弃物包括工业危废hw11、工业危废hw17和工业危废hw37中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述有机危废料浆的热值为12000～21000j/g，流动性为400～1800cps，灰熔点为1100～1300℃。

10.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述气化的温度为1100～1350℃，压力为5～10mpa。

技术总结
本发明提供了一种生物质固废的处理方法，属于固废资源化利用技术领域。本发明通过利用预处理剂对生物质样品粉末进行预浸泡处理，生物质样品粉末中的羟基、羧基能与有机溶剂中的极性有机溶剂结合，在助剂的添加下，生物质样品粉末中的羟基、羧基可与有机溶剂中的非极性有机溶剂的结合，两种结合方式将实现有机溶剂对生物质样品粉末的包裹，形成油包生物质的微观油滴结构，使生物质吸附饱和，进而实现对生物质样品粉末表面的物理改性，降低生物质的吸水特性，最终达到防止生物质有机料浆出现团聚、粘度增大，分层的问题，提高生物质固废的利用率，得到的生物质原料浆可用以后续的直接气化处理，或用于有机危废料浆的制备。

技术研发人员：陈立豪,章磊,单国昌,陈建,何先标
受保护的技术使用者：浙江凤登绿能环保股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13