[发明专利]含酚废水联合生物质制备水热焦实现水热焦脱灰自活化的方法

说明书

含酚废水联合生物质制备水热焦实现水热焦脱灰自活化的方法，按照所述方法，使所述生物质与含酚废水按质量比1:5～1:30的比例充分混合，50～80℃浸泡放置5～10小时，每隔2～3小时，经50～500r/min的搅拌机搅拌5～10分钟，随后经粉碎机处理10～15分钟，送入反应釜中，采用波长为0.1cm～10cm、频率为300kMHz～3kMHz的微波进行加热，反应温度为250～350℃，反应时间为200～300分钟，压力至少为反应温度对应的水的饱和压力，反应结束后，挤压分离，得到极低灰分多孔水热焦，通过本发明的方式，实现含酚废水中酚类化合物和生物质中灰分协同有效脱除，并同时活化水热焦，工艺简单，能耗低，排放少。

技术领域

本发明属于生物质清洁化利用领域，特别涉及含酚废水联合生物质制备水热焦实现水热焦脱灰自活化的方法。

背景技术

生物质水热碳化技术，可以生产水热焦炭。其反应条件温和、工艺简单、处理快捷。碱(土)金属(K、Na、Ca、Mg等)是生物质灰分的重要组分，在生物质燃料热化学转化过程中是极其有害的，容易引起受热面的沾污、沉积以及设备的腐蚀等，导致系统无法正常运行，甚至被迫停机。而在生物质水热碳化过程中，部分碱(土)金属在水自电离和生成的有机酸的共同作用下会溶于水中，从而改善了固体水热焦作为燃料使用时的结渣和沾污行为。但碱(土)金属脱除程度与原料组分和反应条件密切相关，并且碱金属在迁移过程中会对水热焦孔隙发展产生积极影响。如何充分利用水热反应条件，使生物质在水热碳化过程中碱(土)金属有效脱除同时活化水热焦是本领域需解决的技术问题。

含酚废水来源于焦化、炼油、石油化工、造纸、农药等工业生产过程，对水生物、农作物和人体都有严重的危害，必需进行合理的处理。而目前含酚废水的处理工艺相对繁杂，投资较大，且能耗较高。因此，含酚废水简单有效的处理方法有待开发。

水是生物质水热碳化必备的反应溶剂，含酚废水与生物质共同水热碳化过程中，酚类化合物会发生分解重聚，并能促进生物质中碱金属的迁移，从而影响水热焦孔隙的分布，而未反应完全的酚类化合物同时还会被水热焦吸附，有相得益彰的效果，有广阔的应用前景。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供含酚废水联合生物质制备水热焦脱灰自活化的方法，可实现含酚废水充分利用，促进生物质高效碳化转化同时脱除碱金属并有效活化。该方法过程简单，含酚废水可得到净化，水热焦性能优良，适用于作为燃料清洁燃烧、水体或土壤中重金属吸附材料。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：含酚废水联合生物质制备水热焦实现水热焦脱灰自活化的方法，包括如下步骤：

(1)将生物质与含酚废水充分混合，温水浸泡充分，不定时搅拌得到混合物，混合物经搅拌粉碎均质化处理，获得生物质浆体液；

(2)将生物质浆体液送入到反应釜中，密闭釜体，采用微波加热使酚类和生物质充分发生共聚反应，反应结束后，立即通冷却水冷却，得到固液混合产物；

(3)将固液混合产物挤压脱水，得到的脱水固体产物即水热焦。

所述步骤(1)中的不定时搅拌的时间间隔为2～3小时，搅拌时间为5～10分钟，搅拌机转速为50～500r/min。

所述步骤(1)中的混合物经搅拌粉碎均质化处理，是采用搅拌粉碎机处理10～15分钟，搅拌粉碎机转速为5000～10000r/min。

所述步骤(1)中的含酚废水为水质成分单一、不挥发酚浓度为2～10mg/L的煤气发电站废水、合成纤维废水、木材防腐废水中的一种或几种，生物质与含酚废水按质量比1:5～30的比例充分混合。

所述步骤(1)中的生物质为木屑、纸类废物、甜菜渣、甘蔗渣、啤酒渣中的任意一种或几种。