[发明专利]一种基于水热反应的农林废弃物脱碱炭化方法

权利要求书

1.一种基于水热反应的玉米秸秆脱碱炭化方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）玉米秸秆预处理：对玉米秸秆进行破碎处理，并在破碎后的试样中添加制浆用水，制备浆液；所述制浆用水的 pH 值控制在 2~6，制浆后浆液含水率 控制在 60% ~ 80%；

（2）浆液预热处理：将制得的玉米秸秆浆液经高压浆泵加压后，输送至换 热器进行预热；

（3）水热脱碱炭化：将加压、预热后的浆液输送至高温高压水热炭化反应 釜，在反应釜内完成脱碱、炭化反应；所述水热炭化反应釜的工作温度控制在180 ~ 340℃，对应饱和蒸汽压为 1 ~ 14.6MPa，处理时间控制在 20 ~ 100min；

（4）固液分离处理：对脱碱、炭化处理后的高温、高压物料进行固液分离，得到高温水热炭和高温脱碱水；

（5）脱水干燥处理：将所述高温水热炭输送至水热炭干燥系统，利用高温水热炭携带的热能进行自脱水干燥处理，得到低碱金属含量的水热炭；

（6）余热回收利用：将所述高温脱碱水输送至冷凝系统中进行降温、降压处理，并将降压后的高温蒸汽输送至换热器，对玉米秸秆浆液进行预热；

（7）脱碱水循环利用：对降温、降压后的脱碱水进行油水分离，得到可循环利用的生物质焦油和含盐水。

2.根据权利要求 1 所述的一种基于水热反应的玉米秸秆脱碱炭化方法，其特征在于：步骤（1）中所述玉米秸秆破碎处理后的粒度小于 1cm，破碎后的玉米秸秆经管道输送至制浆槽，并在所述制浆槽中进行浆液制备。

3.根据权利要求 1 所述的一种基于水热反应的玉米秸秆脱碱炭化方法，其特征在于：步骤（1）中所述制浆用水包括工业水、脱盐循环水、化工厂酸性废液中的一种或多种混合。

4.根据权利要求 1 所述的一种基于水热反应的玉米秸秆脱碱炭化方法，其特征在于：步骤（2）中所述预热的预热时间控制在 20 ~ 40min，浆液预热温度为 120 ~ 180℃。

5.根据权利要求 1 所述的一种基于水热反应的玉米秸秆脱碱炭化方法，其特征在于：步骤（5）制得的低碱金属含量的水热炭中，金属钾和钠的总质量百分比小于 0.3%，碱金属脱除率大于 90%。

6.根据权利要求5 所述的一种基于水热反应的玉米秸秆脱碱炭化方法，其特征在于：所述低碱金属含量的水热炭的水分小于10%，干燥基挥发分小于66%，灰分小于5%，哈氏可磨性指数大于70，高位热值大于20000kJ/kg。

7.根据权利要求 1 所述的一种基于水热反应的玉米秸秆脱碱炭化方法，其特征在于：步骤（6）中所述降压处理采用的装置为闪蒸罐，经过闪蒸罐减压产生180 ~ 240℃的高温蒸汽输送至换热器，对浆液进行加热。

8.根据权利要求 1 所述的一种基于水热反应的玉米秸秆脱碱炭化方法，其特征在于：步骤（7）中所述生物质焦油供化工厂作为原料使用；所述含盐水经过蒸发、结晶，获得粗钾盐供化肥厂作为原料使用，剩余脱盐水作为制浆用水 循环利用。