本發(fā)明屬于生物質(zhì)水熱液化后處理，具體涉及一種生物質(zhì)水熱液化反應(yīng)后處理新方法。
背景技術(shù)：
1、生物質(zhì)能源是僅次于煤炭、石油和天然氣而居于世界能源消耗總量第四位的能源，在整個能源系統(tǒng)中占重要地位。生物質(zhì)可再生，總量豐富并且具有碳中性，因而受到人們的青睞。
2、水熱液化技術(shù)是生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)換技術(shù)的一種，水作為溶劑，在一定溫度（200℃～370℃）和壓力（5mpa～22mpa）下，生物質(zhì)經(jīng)解聚、斷鍵、脫羧等作用轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)有機(jī)小分子的過程，而后這些不穩(wěn)定的小分子再重新聚合生成液態(tài)產(chǎn)物，分離后的液體燃料稱為生物油。
3、生物質(zhì)水熱液化技術(shù)作為一種可將豬糞、污泥、稻桿、木質(zhì)素等生物質(zhì)原料轉(zhuǎn)化為液態(tài)生物質(zhì)油燃料的有效方法，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。現(xiàn)有的生物質(zhì)水熱液化反應(yīng)后處理技術(shù)主要包括：離心分離、多級膜分離、旋蒸、提純等步驟。然而，這些技術(shù)還存在一些問題：一是離心分離的固液分離效果不佳，導(dǎo)致產(chǎn)物中的固體殘留物較多；二是多級膜分離使用和維護(hù)成本較高；三是傳統(tǒng)旋蒸除水溶劑消耗大量電能；四是提純過程中易產(chǎn)生二次污染，影響產(chǎn)物質(zhì)量；五是處理效率低下，無法滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需求；六是分離產(chǎn)生大量廢水，造成巨大的環(huán)保壓力。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種生物質(zhì)水熱液化反應(yīng)后處理新方法，綜合利用氣液分離、固液分離、油水分離、溶劑分離及產(chǎn)物提純等技術(shù)，解決現(xiàn)有生物質(zhì)水熱液化反應(yīng)后處理效率低下、成本高、環(huán)保性差等問題，提高處理效率，提升經(jīng)后處理過的生物質(zhì)油品的質(zhì)量。
2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
3、一種生物質(zhì)水熱液化反應(yīng)后處理新方法，包括下列步驟：
4、步驟（1），通過氣液分離釜對生物質(zhì)水熱液化反應(yīng)后得到的混合物進(jìn)行氣液分離，獲得氣相產(chǎn)物和初級液相產(chǎn)物；
5、所述混合物為生物質(zhì)和水在溫度為200℃～370℃，壓力為5mpa～22mpa的條件下進(jìn)行水熱反應(yīng)，得到的固含率為2.5%～20%的生物質(zhì)水熱液化混合物；
6、步驟（2），先通過離心分離設(shè)備對固含率>15%的初級液相產(chǎn)物進(jìn)行固液預(yù)分離，獲得預(yù)分離固相產(chǎn)物和固含率≤5%的次級液相產(chǎn)物；
7、然后通過過濾設(shè)備對固含率≤15%的初級液相產(chǎn)物和固含率≤5%的次級液相產(chǎn)物的混合物進(jìn)行分離，得到過濾后固相產(chǎn)物和固含率≤1%的過濾后液相產(chǎn)物；
8、步驟（3），根據(jù)過濾后固相產(chǎn)物的總重量、實際工作需要的分離效率和分離效果，選擇合適的萃取設(shè)備進(jìn)行萃取分離、富集；連續(xù)式萃取設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)物的連續(xù)化分離，通常分離效率更高、分離效果更好，間歇式萃取設(shè)備，能夠進(jìn)行多次萃取分離；
9、根據(jù)固含率≤1%的過濾后液相產(chǎn)物中殘余固相的密度，選擇不同有機(jī)溶劑進(jìn)行萃取，分離出有機(jī)相和固含率≤1%的水相產(chǎn)物，如下：
10、其中，若殘余固相的密度比水大，選擇密度<1g/ml的有機(jī)溶劑對過濾后液相產(chǎn)物進(jìn)行萃??；若殘余固相的密度比水小，選擇密度>1g/ml的有機(jī)溶劑對過濾后液相產(chǎn)物進(jìn)行萃??；
11、步驟（4），通過分離提純設(shè)備對有機(jī)相進(jìn)行分離提純?nèi)苜|(zhì)，得到的溶質(zhì)為生物油，回收有機(jī)溶劑，循環(huán)用于上一步萃取分離。
12、在一優(yōu)選示例中，步驟（1），所述生物質(zhì)選用動物糞肥及廚余垃圾、市政工業(yè)固廢水和纖維質(zhì)或木質(zhì)纖維質(zhì)材料中的一種或幾種。
13、在一優(yōu)選示例中，步驟（2），所述過濾設(shè)備為漏斗、壓濾機(jī)或過濾器中的一種；過濾設(shè)備的濾布，其微孔孔徑為<1mm。
14、在一優(yōu)選示例中，步驟（3），所述萃取設(shè)備為間歇式萃取設(shè)備或連續(xù)式萃取設(shè)備，所述間歇式萃取設(shè)備為分液瓶或萃取罐中的一種，所述連續(xù)式萃取設(shè)備為萃取機(jī)或萃取塔中的一種。
15、在一優(yōu)選示例中，步驟（3），密度<1g/ml的有機(jī)溶劑為乙酸乙酯或乙醚等，密度>1g/ml的有機(jī)溶劑為二氯甲烷或四氯甲烷等。
16、在一優(yōu)選示例中，步驟（3），有機(jī)溶劑的加入量按體積百分比為過濾后液相產(chǎn)物的5%～100%。
17、在一優(yōu)選示例中，步驟（3），固含率≤1%的水相產(chǎn)物作為生物質(zhì)水熱液化反應(yīng)的溶劑，用于循環(huán)反應(yīng)。
18、在一優(yōu)選示例中，步驟（4），采用固體干燥劑對生物油進(jìn)一步分離提純。
19、在一優(yōu)選示例中，步驟（4），分離提純設(shè)備為旋蒸儀或精餾塔。
20、在一優(yōu)選示例中，所述氣液分離釜、過濾設(shè)備、萃取設(shè)備、分離提純設(shè)備分別通過管路連接，連續(xù)化分離。
21、在本發(fā)明的生物質(zhì)水熱液化反應(yīng)后處理過程中，首先，采用氣液分離釜對反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行氣液分離，獲取液相；其次，采用離心分離裝置及過濾設(shè)備，實現(xiàn)固液分離，得到固體殘留物和液體；然后，將液體通過萃取裝置，實現(xiàn)油水分離；其中，根據(jù)物料密度大小和親疏水特點(diǎn)，使用不同的有機(jī)溶劑萃取，使部分微小固體顆粒進(jìn)入水相中進(jìn)行分離；如果物料反應(yīng)不充分，萃取后的水相可循環(huán)反應(yīng)利用，減少廢水排放；最后，將油相通過旋蒸儀或精餾塔等設(shè)備，實現(xiàn)溶質(zhì)生物質(zhì)油分離提純，取得的有機(jī)溶劑，循環(huán)進(jìn)行上一步萃取分離，旋蒸或精餾獲得的油品可通過加入固體干燥劑進(jìn)一步分離提純，得到高品質(zhì)液態(tài)生物質(zhì)油燃料。
22、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的生物質(zhì)水熱液化反應(yīng)后處理新方法通過分別優(yōu)化并綜合利用氣液分離、固液分離、油水分離、溶劑分離和產(chǎn)物提純等步驟，實現(xiàn)高效率、低成本、環(huán)保和提質(zhì)的處理效果，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景，通過實施本發(fā)明方法，能夠顯著提高生物質(zhì)水熱液化反應(yīng)后處理的效率和油品產(chǎn)物質(zhì)量，降低了分離成本，為生物質(zhì)能源的可持續(xù)發(fā)展提供了有力支持。
1.一種生物質(zhì)水熱液化反應(yīng)后處理新方法，其特征在于，包括下列步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)水熱液化反應(yīng)后處理新方法，其特征在于，步驟（1），所述生物質(zhì)選用動物糞肥及廚余垃圾、市政工業(yè)固廢水和纖維質(zhì)或木質(zhì)纖維質(zhì)材料中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)水熱液化反應(yīng)后處理新方法，其特征在于，步驟（2），所述過濾設(shè)備為漏斗、壓濾機(jī)或過濾器中的一種；過濾設(shè)備的濾布，其微孔孔徑為<1mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)水熱液化反應(yīng)后處理新方法，其特征在于，步驟（3），所述萃取設(shè)備為間歇式萃取設(shè)備或連續(xù)式萃取設(shè)備，所述間歇式萃取設(shè)備為分液瓶或萃取罐中的一種，所述連續(xù)式萃取設(shè)備為萃取機(jī)或萃取塔中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)水熱液化反應(yīng)后處理新方法，其特征在于，步驟（3），密度<1g/ml的有機(jī)溶劑為乙酸乙酯或乙醚，密度>1g/ml的有機(jī)溶劑為二氯甲烷或四氯甲烷。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)水熱液化反應(yīng)后處理新方法，其特征在于，步驟（3），有機(jī)溶劑的加入量按體積百分比為過濾后液相產(chǎn)物的5%～100%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)水熱液化反應(yīng)后處理新方法，其特征在于，步驟（3），固含率≤1%的水相產(chǎn)物作為生物質(zhì)水熱液化反應(yīng)的溶劑，用于循環(huán)反應(yīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)水熱液化反應(yīng)后處理新方法，其特征在于，步驟（4），采用固體干燥劑對生物油進(jìn)一步分離提純。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)水熱液化反應(yīng)后處理新方法，其特征在于，步驟（4），分離提純設(shè)備為旋蒸儀或精餾塔。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)水熱液化反應(yīng)后處理新方法，其特征在于，所述氣液分離釜、過濾設(shè)備、萃取設(shè)備、分離提純設(shè)備通過管路連接，連續(xù)化分離。