含木質素的混合燃料及其生產方法技術

本發明專利技術涉及一種含木質素的混合燃料及其生產方法，能夠以簡單低成本方式解決制漿生產過程中產生的有機物污染問題，使紙漿廢水、廢液經過低成本的處理即可實現資源化的利用，尤其是木質素與燃料油相互混合后所得到的混合燃料，達到利用可再生的生物質資源替代石化燃料用于驅動內燃機的目的。通過酸化處理增加木質素的疏水性、達到在保持混合燃料良好的可流動性、攪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，通過進一步地添加表面活性劑、和/或潤滑劑、抗氧化劑，增加混合燃料的混合均勻性和流動性，以便于使該混合燃料能容易地被輸送。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種，尤其是有機溶劑法制漿提取液中的包括木質素在內的各種有機物作為內燃機替代燃料的生產方法。
技術介紹
對于生物質能源的利用，包括生物質中組分之一的木質素能源的利用，其關鍵不是技術問題，而是生物質能的生產和利用的高成本問題，正是因為高成本，阻礙了木質素作為能源、尤其是作為清潔和高級能源的實際工業化利用。因此，解決生物質能生產應用的成本問題，是其能否替代石化能源的問題根本。為解決高成本問題，本專利技術的目的是提供一種解決制漿廢水廢液中有機污染物處理方法，使紙漿廢水、廢液經過低成本的處理即可實現資源化和工業化的利用。木質素是紙漿生產過程中主要的有機物廢料，因其具有很高的能量密度(其體積能量密度與汽油、柴油相當)，自然具有開發成為內燃機燃料的吸引力。
技術實現思路
為解決上述問題，本專利技術的目的在于提供一種解決制漿廢水廢液中有機污染物處理方法，使紙漿廢水、廢液經過低成本的處理即可實現能源化和資源化的利用。本專利技術的目的還在于由制漿廢液中的可燃有機物，尤其是酸化后的木質素，或/及部分無機物、少量酸或/及水分或/及表面活性劑與液體燃料混合而成的用于內燃機(包括以燃料油為燃料的燃氣輪機)的混合燃燒方法，達到在動力燃料和爐窯燃料領域起到一般混合燃料替代現有的液體或顆粒燃料的目的，具有節能環保，解決紙漿廠廢液排放污染等特點。本專利技術的目的還在于提供上述燃料的生產方法。為達到上述目的，本專利技術首先提供了一種用于內燃機的混合燃料，該混合燃料是含有由縮合穩定的制漿廢液中的有機物，尤其是中性木質素(主要來自于溶劑法制漿廢液中)或酸性木質素微細顆粒，或及部分無機物、少量酸的懸濁液，所述液體燃料包括汽油、煤油、柴油、可用于內燃機的重油、乳化重油和無水乙醇等中的一種或兩種以上的混合物。具體實施例方式實施例I :在常溫常壓下，以堿性木質素為例，將150克堿性木質素溶于500毫升水中，得到木質素水溶液；或者將酸水解或酶解生物質中纖維素后得到的主要含木質素的殘余物溶于含燒堿重量5-10%的水溶液中；或者將溶劑法制漿生產過程中得到的蒸餾脫除有機溶劑后的含木質素和其它有機物的殘余物溶于含燒堿重量5-10%的水溶液中；或在含10%重量燒堿的2升水溶液中浸入I公斤切碎的稻草粉，浸泡I周時間或經90°C蒸煮5小時，擠 出溶解有木質素等物質的黑色溶液；或者直接取自燒堿法紙漿廠溶解有木質素等物質的紙漿廢水溶液；在所得的溶液中滴定方式加入脫除硅酸根離子的化學藥劑，如飽和燒堿溶液中的溶于氫氧化鋁水溶液，直至無沉淀物出現為止。再在過濾了硅酸鋁沉淀后的溶液中加入濃度為10 〖％的無機酸(如鹽酸、硫酸、磷酸或硝酸，或通入二氧化碳得到的碳酸)或有機酸(如甲酸、乙酸等)至PH值小于7大于6時，此時木質素尚未形成沉淀，靜置一天后用400目網篩過濾掉金屬離子所形成的鹽沉淀，得到含雜質更少的接近PH值中性的含木質素及其它有機物的水溶液。蒸發該溶液使水分含量盡可能的減少，但仍然使該溶液具有良好的流動性，一般含水量可以減低到50%以下，即得到可流動的膠體態的液體作為替代柴油、汽油、煤油用于內燃機的替代燃料。為了屏蔽膠體中的電解質使膠體保持穩定，加入少量(如1%重量)的金屬離子螯合劑，如乙酸、丙烯酸等。實施例2 在實施例I中，增加無機酸或有機酸的加入量，使溶液的PH值小于4，最好小于3，得到水分、酸性木質素、其它廢水中所含的有機物、相應的鹽和剩余酸的混合物，當木質素以及部分有機物以云霧膠狀沉淀完全沉淀后，將容器內混合溶液取出，此時最底層如有少量的渣滓則被除去，再用400目尼龍布篩粗過濾掉部分水分、部分酸和部分鹽分，將得到的 含水量大約為60-90%的含水狀態的酸性木質素及其它有機物、無機物的漿狀混合物。蒸發該溶液使水分含量盡可能的減少，但仍然使該溶液具有良好的流動性，一般含水量可以減低到50%以下，即得到可流動的膠體態的混合物作為替代柴油、汽油、煤油用于內燃機的替代燃料。實施例3:在實施例2所得的替代燃料中加入燃料油(占木質素重量的1-10% )，并進行充分的機械攪拌，得到含酸化木質素、其它有機物、酸、鹽分與油和水分形成的膠體態混合物作為替代柴油、汽油、煤油用于內燃機的替代燃料。為了使該膠體態的混合物混合物保持長時間的穩定，乳化混合時進一步地加入通常的表面活性劑(如50-1000ppm)。實施例4:將實施例2得到的混合物干燥或經自然干燥(不消耗干燥脫水所需要的熱能成本)約三個月，得到含水量為15% (重量含量)的主要為酸化后的木質素的混合物(在干燥箱中120°C加熱3小時后，通過測量揮發掉的水分量，計算出含水量為15% )，該混合物外觀棕色，容易自然破碎成為粉狀。在實際使用時，為了具有實用性，混合燃料必須具有與其它燃料可比或可競爭的低成本，以及高的能量密度，也即，混合燃料的目的是要盡可能多的利用資源豐富的木質素，盡可能少的利用柴油和盡可能少的含水量。因此，為了確定添加最少的柴油(或其它液體燃料，燃料油最好為柴油，以利用柴油可提供輸送過程中的潤滑性能，或者加入少量的潤滑油或潤滑劑代替柴油)量，仍然可以保持混合燃料容易進行剪切攪拌和粉碎，即在攪拌狀態(模擬混合燃料的輸送過程)破碎后成細微顆粒的木質素顆粒之間互相可以容易流動，不會出現板結固化現象(在攪拌過程中，柴油起到了潤滑以及隔離木質素顆粒使木質素顆粒之間不易互相發生粘黏，另外，柴油的包裹作用也使木質素顆粒與空氣隔離，避免了水分的吸附以及木質素顆粒的自然氧化)，通過逐次增加上述方法處理所得到的木質素量的方法，確定柴油的最低添加量。將6克柴油倒入一塑料容器中，加入18. 74克上述木質素后，進行剪切攪拌破碎，所得的混合物仍然具有良好的粉體態或膠體態流動性，再繼續加入上述木質素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攪拌時都未見明顯的結塊現象且仍然容易進行攪拌。但當最后再加入26. 5克上述木質素時，所得的混合燃料開始容易結塊，因此，可以確定最少的柴油添加含量為6/(6+18. 74+13+13. 67+14. 3+27+19 8+22. 3+26. 5) = 3. 7% (重量)，此時混合物的總含水重量為 O. 15* (18. 74+13+13. 67+14 3+27+19. 8+22. 3+26. 5) = 23. 3克，含水量為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約為柴油重量5%,水分15%,酸化木質素80%。為了進一步改善混合燃料的流動性，在上述含柴油3. 7%的混合燃料中添加了 O. 24克的烷基苯磺酸鈉表面活性劑，相當于1486ppm的表面活性劑含量，發現混合燃料的攪拌流動性增加，利用上海精密科學儀器有限公司產的NDJ-I旋轉式黏度計測得其黏度值(粘性阻力，測試條件為四號轉子，轉速6rpm，平均測試時間2分鐘)為55，OOOmPa. s,當進一步加入少量柴油使混合燃料的柴油含量達到約5%時，測的黏度值為35，OOOmPa. S，繼續加入表面活性劑，使表面活性劑的含量達到2000ppm時，測的混合燃料的黏度值為25，OOOmPa. S。說明，也正如常識預期一樣，增加液體燃料如柴油的含量或者增加表面活性劑的含量，都有助于混合燃料本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：秦才東，
申請(專利權)人：秦才東，
類型：發明
國別省市：