[发明专利]生物质灰资源化利用方法

权利要求书

1.一种生物质灰资源化利用方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

1)将生物质灰进行预处理，以除去浮渣及水溶性杂质，得到初级生物质灰；

2)将步骤1)所得初级生物质灰用酸液进行浸泡，过滤分离干燥后得一次生物质灰，并副产废酸液；

3)将步骤2)所得一次生物质灰用碱液进行溶煮，过滤分离得水玻璃，并副产残渣；

4)向一部分步骤3)所得水玻璃中充入二氧化碳气体，中和至溶液pH值为9～11，再按絮凝剂与溶液1∶40～100的质量比例，加入絮凝剂充分进行絮凝沉淀，过滤及干燥后得固体样品，并副产无机盐溶液；

5)将步骤4)所得固体样品进行焙烧，得纳米二氧化硅；

6)将剩余部分步骤3)所得水玻璃与步骤5)所得纳米二氧化硅作为硅源，与铝源、去离子水及晶种一起合成多孔级ZSM-5分子筛，并副产晶化母液；其中，硅源，铝源，去离子水及晶种按SiO₂∶Al₂O₃∶OH^-∶H₂O∶晶种为1∶0.001～0.02∶0.05～0.3∶5～50∶0.02～0.1的摩尔比例加入；

所述步骤6)中，先将水玻璃和纳米二氧化硅混合，待完全润湿后再依次加入去离子水、铝源及晶种，至体系呈融化状，在60～90℃下搅拌4～8h；然后进行晶化，得到钠型ZSM-5分子筛和晶化母液；将钠型ZSM-5分子筛依次进行铵交换和焙烧，得到具有催化活性的固体酸ZSM-5分子筛，即块状堆积的多孔级ZSM-5分子筛；

所述步骤6)中，晶化温度为150～180℃，晶化时间为24～36h；

所述步骤6)中，铵交换条件为：铵盐水溶液与分子筛质量比为10～15∶1，在60～100℃下浸渍1～3h；铵交换试剂为硫酸铵、氯化铵、硝酸铵和磷酸铵溶液中的一种，其浓度为5～15％；焙烧条件为：以1℃/min的升温速率程序升温，从常温升至500～600℃，并保持2～10h；

所述步骤6)中，多孔级ZSM-5分子筛比表面积为370～390m²/g，平均粒径为3～5um，总孔容为0.3～0.5cm³/g，介孔孔容为0.1～0.4cm³/g。

2.根据权利要求1所述生物质灰资源化利用方法，其特征在于：所述步骤3)中，将残渣进行活化，制得活性炭。

3.根据权利要求1所述生物质灰资源化利用方法，其特征在于：将所述步骤2)的废酸液、步骤4)的无机盐溶液及步骤6)的晶化母液均匀混合，减压蒸馏后得氮肥、磷肥、氮磷钾肥、磷铵、碳铵、无机钠盐肥料及蒸馏水，蒸馏水循环使用。

4.根据权利要求1或2或3所述生物质灰资源化利用方法，其特征在于：所述步骤5)中，焙烧温度为500～550℃，焙烧时间为2～10h；纳米二氧化硅粒度为60～80nm。

5.根据权利要求1或2或3所述生物质灰资源化利用方法，其特征在于：所述步骤2)中，酸液为浓度0.5～2mol/L的硝酸或磷酸，初级生物质灰与酸液按1∶5～20的质量比混合；所述步骤3)中，碱液为浓度1～3mol/L的氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液，一次生物质灰与碱液按1∶5～20的质量比混合。

6.根据权利要求1或2或3所述生物质灰资源化利用方法，其特征在于：所述步骤6)中，晶种为高结晶度的小晶粒分子筛，颗粒尺寸为100～200nm。

7.根据权利要求1或2或3所述生物质灰资源化利用方法，其特征在于：所述步骤4)中，絮凝剂为无机铵盐。

8.根据权利要求1或2或3所述生物质灰资源化利用方法，其特征在于：所述步骤3)中，水玻璃模数为0～2.9。