[发明专利]一种对富含硅的生物质废弃物综合利用的方法

说明书

技术领域

本发明涉及到一种对富含硅的生物质废弃物综合利用的技术，具体为以富含硅的生物质 废弃物经过萃取再裂解技术制备生物活性物、裂解物和硅化物。

背景技术

在石油等化石资源逐渐减少，我们面临用不用粮食、饲料来转化生物质能源的两难选择； 同时，每年增长的农林废弃物也困扰着我们的环境保护；研究人员将目光投向农林废弃物清 洁、高效转化利用。农林废弃物的主要组成是纤维素类、木质素类、生物活性物和硅类等， 如稻壳品种及产地不同，其组成有所差别，大致组成为：粗纤维35.5％～45％(缩聚戊糖16 ％～22％)、木质索21％～26％、二氧化硅10％～21％。竹叶中含有多种天然产物，具有优 良的抗自由基、抗氧化、抗衰老、抗菌抑菌、杀虫等作用，竹的组织也富含硅。自然界土壤 成分中，氧占49％，硅占31％，硅是地壳中含量仅次于氧的第二大元素。硅氧化物构成了土 壤物质的50％～70％，因此所有扎根于土壤的植物组织中都含有硅。硅在植物体中不易移动， 故更多的硅积累于老组织中。硅在植物体干重中的含量分布范围是0.1％～10.0％，在不同物 种中含量有差别。

以前的农林废弃物生物质利用的过程都是割裂的，从农林废弃物提取了活性物质后，余 下大量的渣废弃，无处堆放，污染环境；现在流行直接把生物质裂解处理，使高价值的活性 物没有充分利用，白白烧掉，同时余下10-20％的灰分或矿物质，不处理也会成为二次污染； 从生物质获取硅化物的企业，直接高温后获取硅化物，造成污染空气，浪费资源；而没考虑 分段提温，可兼得其他系列产品如裂解物。

发明内容

本发明目的在于高效转化利用农林废弃物，解决环境保护和资源与能源短缺问题。提供 一种对富含硅的生物质废弃物综合利用的技术，可获生物活性物、裂解物和硅化物等多种产 品。

本发明提供的对富含硅的生物质废弃物综合利用的方法，首先对农林生物质废弃物用二 氯甲烷-醇和热水抽提，获得不同的用途的生物活性物，余下物是高分子的纤维素和木质素， 及矿物质，经过催化剂处理，在常压反应器中和聚合物废弃物通过共裂解反应获裂解物，裂 解反应余下的残渣经过处理获得硅化物，制备步骤如下：

1)、将富含硅的生物质废弃物，包括稻壳、稻杆、竹类、麦秸农林加工废弃物，去异物粉碎 干燥，按干燥生物质∶二氯甲烷-醇重量比为1∶10～20抽提，再用干燥生物质∶热水重 量比为1∶5～15抽提，抽提液浓缩，获得生物活性物和抽提后的余渣；

2)、将聚合物废弃物，包括聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、废轮胎和日常废弃塑料，去异物粉 碎干燥，将步骤1)中抽提后的余渣自然晾干，按干燥的余渣原料重量的0.3～3％加入催化 剂无机酸或无机碱，按干燥的余渣∶聚合物重量比为3～1∶1混合，通过进料器进入反应 器中；排出反应器中的空气，真空无氧，在常压下，升温至400～550℃进行裂解反应；

3)、边裂解边收集气体产物，含C1～C4的烃类气体经过低温冷凝获可液化气体；不可液化 的气体导入燃烧室为共裂解提供能量；

4)、边裂解边收集液体产物，液体产物经过分层获得烃类液体产物和水溶性有机物；水溶性 有机物经过提质后，获不同的含氧有机物；

5)、裂解反应时间为0.5～3小时，反应完毕后，将裂解反应余下的残渣，在石英反应器中加 热到650度，反应2小时，获灰白色硅化物。

本发明混合废弃物的种类：生物质包括稻壳、稻杆、竹类、麦秸等富含硅农林加工废弃 物；聚合物废弃物包括聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、废轮胎和日常废弃塑 料等。

本发明农林废弃物去异物，聚合物废弃物，粉碎成少于5mm的颗粒。

本发明催化剂助剂为无机酸、无机碱；用量为干燥的余渣原料重量的0.3～3％；优选为 2％。

本发明反应条件为：常压下进行，真空无氧。热解温度在400～550℃，优选为450～520 ℃。

本发明反应时间0.5～3小时，优选为1～2.5小时。

本发明获生物活性物、裂解物和硅化物。用二氯甲烷-醇和热水两种不同极性的溶剂提取 两大类生物活性物，生物活性物可进一步加工不同的天然活性物。裂解物为气体烃类、油状 烃类、含氧有机物。硅化物为含二氧化硅产品。