[发明专利]利用高钙固体废弃物基CaO重整挥发分的方法及其产物

说明书

本发明提供了利用高钙固体废弃物基CaO重整挥发分的方法及其产物，属于生物质利用领域。该方法包括如下步骤：对高钙固体废弃物进行煅烧，获得高钙固体废弃物基CaO；在惰性气氛下对生物质原料进行热解，并利用高钙固体废弃物基CaO对热解产生的挥发分进行重整；对重整后的挥发分进行冷却，收集液态产物和不可冷凝产物，以获得生物质油和热解气。本发明能够将低品质的生物质原料转化为较高品质的热解气、生物质油，同时实现CO₂的固定、减排；并且高钙固体废弃物基CaO与常规CaO相比效果更优，不仅拓展了高钙固体废弃物的利用途径，利于实现高钙固体废弃物的资源化利用，同时还能够获得高品质生物质油和热解气。

技术领域

本发明属于生物质利用领域，更具体地，涉及利用高钙固体废弃物基CaO重整挥发分的方法及其产物。

背景技术

生物质作为唯一含碳的可再生能源，储量丰富且通过合理转化可以生产多种有机化学品和燃料，其资源化利用对于碳达峰、碳中和目标的实现具有重要意义。生物质热解技术具有很高的能量转化率(95％)，得到的焦炭可以作为高品位燃料，并进一步加工成活性炭吸附剂、电极材料等；同时，热解气可以为生物质热解供热，从而实现能量自给；此外，热解油精炼后有望作为汽柴油的替代燃料，并且其中的有机组分经分离提纯后可用于制取高附加值化学品。然而，通过常规快速热解得到的生物油是高含氧量的有机混合物，其低热值、低稳定性、强酸性和腐蚀性等特点阻碍了其应用，且常规热解得到的热解气热值较低，产生的CO₂还会加重温室效应。因此，急需开发新型、高效的生物油及热解气的脱氧提质方法。

生物质催化热解技术使热解挥发分在催化剂作用下直接脱氧从而降低热解产物含氧量，进而缩短工艺流程、节省成本，是目前生物质产品脱氧提质最受关注的路线之一，该技术涉及到的催化剂主要包括无机盐添加剂、沸石分子筛以及金属氧化物三类。其中，无机盐添加剂通常需要以浸渍方式作用于生物质原料，预处理过程复杂且催化剂不可循环利用；沸石分子筛催化剂孔隙大小有限，热解过程中产物易积碳堵塞孔道，使得催化剂失活，从而降低生物油的产率。而CaO作为一种典型的碱性金属氧化物，产量丰富、价格低廉，在生物油、热解气提质改性上取得了突出效果，可以显著降低生物油中富氧有机物(如乙酸)的含量，较高程度的保留生物油中的氢原子，提升生物油的氢碳比，并提高生物油的稳定性；同时CaO可以在热解过程中吸收气体中的CO₂，提升热解气中H₂、CH₄等组分含量，提高热解气热值的同时降低碳排放，减轻温室效应。但常规CaO(通常由分析纯碳酸钙煅烧制备)催化剂脱氧效果弱于分子筛催化剂，难以实现高品质生物质基产品的高效、连续制备。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供利用高钙固体废弃物基CaO重整挥发分的方法及其产物，旨在解决现有的CaO催化剂在挥发分重整中脱氧效果较弱，难以实现高品质生物质基无法高效、连续制备的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种利用高钙固体废弃物基CaO重整挥发分的方法，该方法包括如下步骤：

S1对高钙固体废弃物进行煅烧，获得高钙固体废弃物基CaO；

S2在惰性气氛下对生物质原料进行热解，并利用所述高钙固体废弃物基CaO对热解产生的挥发分进行重整；

S3对步骤S2中重整后的挥发分进行冷却，收集液态产物和不可冷凝产物，以获得生物质油和热解气。

作为进一步优选的，步骤S1中，所述高钙固体废弃物为电石渣、蛋壳和贝壳中的一种或多种。

作为进一步优选的，步骤S1中，所述高钙固体废弃物为电石渣。

作为进一步优选的，步骤S1中，所述高钙固体废弃物的煅烧温度为650℃～950℃，煅烧时间为3h～5h。

作为进一步优选的，步骤S2中，所述生物质原料为棉杆、稻杆、板栗壳、竹屑中的一种或多种。