[发明专利]一种富酮生物油及富镁活性炭的制备方法

说明书

本发明属于农林废弃物热解领域，并具体公开了一种富酮生物油及富镁活性炭的制备方法，其是将农林废弃物清洗研磨过筛得到农林废弃物粉末；然后将农林废弃物粉末与海水混合，并搅拌充分获得混合物，然后将混合物烘干得到经海水改性后的农林废弃物粉末；将改性后的农林废弃物粉末送入热解炉中进行热解反应获得热解炭和挥发分；热解炭经洗涤干燥后得到具有高比表面积及吸附能力的富镁活性炭材料，挥发分冷却后获得富酮生物油。本发明原料来源广泛，过程简单，制备得到的富酮生物油成分简单，富镁活性炭比表面积大，可高效去除水体中的磷元素。

技术领域

本发明属于农林废弃物热解领域，更具体地，涉及一种富酮生物油及富镁活性炭的制备方法。

背景技术

我国的农林废弃物来源广泛，储量巨大，其利用方式主要有直接燃烧、热化学转化和生物化学转化三种途径，热化学方法具有工艺简单、反应迅速、转化率高、转化强度大以及易于工业化等许多优点。热解是热化学方法的一种，采用热解可以方便地将木质纤维素生物质大分子分解为各种有价值的产品。但是生物质直接热解得到的生物油成分复杂，后续利用困难。而生物炭作为一种环境友好型材料，在农业和环境保护方面都有很大的应用潜力，但是采用生物质热解炭来吸附水体中的污染物时普遍存在着吸附量太低，吸附效率较低等问题。

之前的研究表明，化学改性能够有效提高生物质炭对磷的吸附性能。如公开号CN106000334A的中国专利文献中公开了一种镁改性芦苇生物质炭及其制备方法和应用。镁改性芦苇生物质炭的制备步骤为：将芦苇秸秆研磨过筛得到芦苇粉末，将浓度为0.5～0.75mol/L的MgCl₂溶液与芦苇粉末混合，粉末与MgCl₂溶液的质量体积比为0.1g/mL，经80℃烘干后热解炭化，热解温度为500～700℃，时间为1h，升温速率为10℃/min，在经过洗涤干燥后得到改性芦苇生物质炭。该方法制备的生物质炭对磷的吸附量超过了100mg/g，但是该方法需要消耗大量化学品，并且其热解制备热解炭的过程中能耗较高，热解产生的气，油等产物均没有高效利用，生物质能的利用效率较低。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种富酮生物油及富镁活性炭的制备方法，其目的在于解决农林废弃物热解油和热解炭的进一步利用问题，实现了同时制备成分单一的富酮生物油和具有高比表面积及吸附能力的富镁活性炭材料，热解过程中不需要其他化学品的添加，绿色环保，并极大的降低了制备成本，提高了生物质能的利用效率。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提出了一种富酮生物油的制备方法，该富酮生物油利用海水改性农林废弃物热解制得，其包括如下步骤：

1)将农林废弃物经去离子水清洗后研磨过筛得到农林废弃物粉末；

2)将步骤1)中得到的农林废弃物粉末与海水混合，并利用磁力搅拌使两者充分混合后以获得混合物，然后将混合物烘干以得到经海水改性后的农林废弃物粉末；

3)将步骤2)中得到的改性后的农林废弃物粉末送入热解炉中进行热解反应，并将热解反应产生的挥发分收集并冷却从而获得富酮生物油。

作为进一步优选的，所述农林废弃物为麦秆、玉米秆或稻壳中的一种或多种。

作为进一步优选的，步骤1)中农林废弃物研磨至60～120目，放入烘箱中在105℃下烘24h后备用。

作为进一步优选的，步骤2)中农林废弃物粉末与海水的质量体积比为0.6～3g/mL；磁力搅拌的时间为4h；烘干的温度为105℃，时间为24h。

作为进一步优选的，步骤3)中所述热解反应在氮气气氛下进行，氮气的流量为200mL/min，热解温度为450～850℃，升温速率为10-20℃/min，热解时间为30min。

作为进一步优选的，步骤3)中在热解炉升温至热解温度后，再将改性后的农林废弃物粉末送入热解炉中进行热解反应。