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糠醛废渣综合利用原理一生产活性炭以玉米芯为原料硫酸法生产糠醛为例其废渣组成的一个典型分析结果为:腐植酸
11.63%木质素
37.88%纤维素
35.84%多缩戊糖
2.05%磷P
2050.36%钾
1.18%氨061%醋酸
3.34%游离酸S042-
1.27%pH为
2.1另糠醛渣的理化性质经室内化验分析:糠醛渣粒径2〜3mm,容重
0.35~
0.42g/cm3有机质含量
764.
50781.30g/kg,全氮
4.50~
5.20g/kg,全磷
0.72~
0.74g/kg全钾
12.20~
15.48g/kgo碱解氮328~533mg/kgP205109393mg/kgK20700750mg/kgo有效硼、锌、锌、铁含量分别是L
50、
9.
80、
1.
24、
14.20ug/g游离酸
35.00~
42.10g/kgpH值
1.86~
3.15因糠醛废渣中所含的多缩戊糖、纤维素及木索等组分使废渣具有一定的粘性,故在不外加粘结剂的条件下可加压成型成型后的颗粒在高温下炭化此时渣中的纤维素与木质素等有机物发生脱水反应并伴随C-0-C键断裂H
20、C02及烷燃等挥发性物质大量逸出,使其中碳的相对含量不断增大与此同时颗粒体积收缩强度不断提高最终形成坚硬的炭粒在高温活化时炭化后的颗粒具有很高的反应活性,与活化所用的气体水蒸汽或C02进行强烈反应随着活化反应的不断深化微孔不断增多,从而形成比表面很大、强度很高的活性炭废渣水分的高低对生产出的活性炭影响很大因水分含量高易加压成型,但成型后过于粘软在炭化时一,当大量水蒸汽排出后会形成较多的初孔使堆积密度较低当水含量大于50%时,堆积密度会低于500克/升初孔过多有利于活化,但炭粒强度有所下降废渣含水量低,成型压力需要提高一般含水量在35—45%范围内较为适宜在350℃时废渣中的有机物开始大量分解炭化炉加料温度为220℃加料后,10℃/分的速度升温到430℃在此温度下保持35分钟,即完成炭化过程活化介质为水蒸汽时,活化温度一般在840℃以上为提高反应速度,可适当提高反应温度当烧失率达到45―55%时碘值可达到910毫克/克以上苯吸附率可达86%以上亚甲蓝吸附量可达150毫克/克以上当烧失率达到60%时部分微孔被破环碘值与亚甲蓝吸附量都开始下降糠醛废渣生产的活性炭的比表面一般可达1000平方米/克以上微孔发达微孔孔容占总孔容的60%总孔容积为
0.9375立方厘米/克约8吨糠醛废渣可生产1吨活性炭二用于改良土壤糠醛废渣是强酸性的含有大量有机物质还含有植物生长所需的营养素一一氮、磷与钾,这就决定了此废渣可能成为改良碱化土壤的廉价有效的改良剂实际结果表明,以糠醛废渣为主外加石膏等物质构成改良剂施予碱化土后土壤的物化性质均向好的方向转化,增产
29.6~
57.6%o通过分析增产的主要原因是废渣的酸性中和了土壤的碱性,促使石灰性土壤的CaCO3中Ca2+的活化并与碱化土壤胶体吸附的Na+进行交换降低了代换性Na+含量腐植酸不仅有较强的离子交换能力,还具有表面吸附作用与凝聚胶溶作用因而施用废渣后对改良土壤结构、增加土壤透气性及降低碱化度等均有良好的作用此外施用废渣后土壤中全氮增加了
25.8—
42.9%速效磷增加了
143.6〜
191.7%土壤有机质增加了
32.84~
36.5%每亩碱化土壤施用废渣量一般为120〜500公斤为在非碱性土壤中施入糠醛废渣可在渣中加入碳酸氢钱或氨水使渣的酸度被缓解其中的硫酸根(对硫酸法废渣而言)转化成硫酸镂起到一定的保氮作用根据渣的酸度不同每百公斤渣可加1T16公斤碳酸氢钱和55〜60公斤水渣的pH可达到
8.0左右充分搅拌放置三天后待pH降到
7.0左右时即可施用另外用重磷酸钙为催化剂,以玉米芯或蔗渣为原料加压水解生产糠醛(糠醛得率高能耗低设备不需防腐)此法产生的糠醛废渣是良好的腐植酸磷肥这种肥料适用于各种土壤每生产1吨糠醛可得磷肥12~16吨三用作燃料糠醛废渣的碳含量为49~
64.0%、水份
22.05%、全水份
28.57%、灰份
2.97%、蒸发份
49.53%、低位发热值13930kj/kg、含硫
1.08%、氢含量为
5.0~
5.4%干玉米芯糠醛废渣发热量为4473大卡/公斤对于一个以玉米芯为原料的糠醛产量为2000吨/年的工厂如果用渣烧锅炉炉的热效率为75%则每小时可产生35公斤/平方厘米的蒸汽
9.7吨测试结果表明,氧化物总含量可达6%以上锅炉烧糠醛废渣有两种方式:一种是把渣与煤按一定比例混在一起作为燃料(煤质越好且渣含水率越低则这个比值可以越大,但是煤与渣混台后的湿度不宜太低否则飞尘损失太大)即混烧法;另一种是不用煤单用渣作为燃料(需要与之相适应的锅炉并且还须控制渣的含水量为20%~32览为此要设置一套用锅炉烟道气干燥废渣的附属系统)即全烧法;全烧渣法应注意;因硫酸法糠醛废渣含有微量硫酸烧渣代煤存在炉内结焦问题应在炉膛内温度远高于硫酸蒸汽的露点排烟温度也高于此露点再有废渣可通过热化学方式转化为气体和液体燃料一般有3种方式:一是高温热解即将废渣干燥后放人密闭容器中在隔绝空气或通入少量空气的条件下加热,使废渣分解为木焦油、木炭和木煤气等产品根据加热升高温度的速度不同,可分为慢速裂解和快速裂解温度越高加热速率越大热解速度越快产物中液体含量越高大于750℃的快速热解可产生高达72%的液体产物,精制后的原料油具有能量密度高、无污染、便于运输等优点二是生物质气化技术,即将干燥后的废渣放入煤气发生器中,点燃后通入少量空气和水蒸汽在不完全燃烧的情况下将废硝中的碳、氢、氧元素变成由一氧化碳、氢气、甲烷等组成的可燃气体除去灰分、焦油等物质,就可成为清洁的煤气每公斤废渣可产出
2.5立方米的可燃气4口之家的农户每天的炊事用能有3公斤废渣的可燃气即可满足能源利用效率提高两倍以上三是加氧热解即在废渣热解过程中通入氢气就可制取热值很高的可燃气体四厌氧发酵制取沼气、减少污染将糠醛渣稀释后的酸性液体或把这种酸液与造纸厂排出的黑色碱液混合后,经过滤、沉淀等前处理装置后进入厌氧消化系统中温发酵35-60天这样废水得到初步治理所产沼气和经沉淀脱水的木质素又可作为能源或其他用途这也是目前处理造纸黑液的一种有效方式糠醛渣除可用于能源原料外还具有制取生物有机肥料、栽培食用茵、制作纤维板、草板等多种用途参考文献王克慧陈立平糠醛厂废渣、废水同步治理并生产优质环保有机肥绿色世界2003年第2期张东翔石磊刘长潮糠醛生产与热电联合处理糠醛废渣模式探讨粉煤灰综合利用2006年第2期蔡阿兴宋荣华糠醛渣防治碱土及增产效果的初步研究农业现代化研究1997年7月杨柳青付明鑫糠醛渣对苏打盐渍土的改良效果研究土壤肥料1992年第1期扬学富糠醛废渣的处置环境污染与防治1990年8月。