一种水热生物质直接制备木醋液的方法与流程

文档序号:12407211阅读:345来源:国知局

本发明涉及一种水热生物质直接制备木醋液的方法。



背景技术:

木醋液是木材炭化过程中的副产品,由于木醋液具有绿色环保、可再生等特点,可以极大的促进绿色农牧产品生产的需要,完美符合当前可持续发展和创新型发展的战略宏图,因此木醋液的制备也受到了越来越多的关注,为响应国家号召,减少对木材的消耗,现多采用生物质来制备木醋液。

国内外大多数关于生物质制备木醋液的研究是在不做任何处理,通过使生物质热解,产生的热解气体经冷凝后得到木醋原液,这种制备木醋原液的方法步骤繁琐、工艺复杂且得到的木醋原液的产量偏低。而且得到的木醋原液不能直接应用于实际中,必须经过精制和提纯,这样不仅使得获得木醋液的过程更加繁琐,也大大增加了整个制备工艺的时间。



技术实现要素:

本发明是为了解决上述问题而进行的,目的在于提供一种水热生物质直接制备木醋液的方法。

本发明提供了一种水热生物质直接制备木醋液的方法,具有这样的特征,包括以下步骤:步骤一,将生物质原料粉碎成颗粒,得到颗粒状的生物质原料;步骤二,将颗粒状的生物质原料与去离子水按质量比为1:1~1:15进行搅拌混合,得到混合液;步骤三,将混合液倒入反应器中,对反应器进行抽真空1~60min;步骤四,向反应器中注入氮气或惰性气体除尽反应器中的空气或氧气后密封;步骤五,在惰性氛围下向反应器中注入弱氧化剂,弱氧化剂与颗粒状的生物质原料进行反应;步骤六,以1~20℃/min的升温速率将反应器升温至60~360℃,并恒温1~120min;以及步骤七,反应结束后,将反应器冷却至室温后,对反应器中的产物进行分离,分离后的液体为木醋液。

在本发明提供的水热生物质直接制备木醋液的方法中,还可以具有这样的特征:其中,在步骤一中,颗粒状的生物质原料的粒径为0.05~8mm。

在本发明提供的水热生物质直接制备木醋液的方法中,还可以具有这样的特征:其中,在步骤二中,搅拌时间为10~180s。

在本发明提供的水热生物质直接制备木醋液的方法中,还可以具有这样的特征:其中,在步骤三中,反应器为耐高温、高压和抗腐蚀的反应器。

在本发明提供的水热生物质直接制备木醋液的方法中,还可以具有这样的特征:其中,在步骤四中,氮气或惰性气体的注入流量为10~2500mL/min。

在本发明提供的水热生物质直接制备木醋液的方法中,还可以具有这样的特征:其中,在步骤五中,弱氧化剂的加入量为0.2~5mL。

在本发明提供的水热生物质直接制备木醋液的方法中,还可以具有这样的特征:其中,在步骤七中,采用循环冷凝水对反应器进行冷却,循环冷凝水的流速为0.5~2m3/s。

发明的作用与效果

根据本发明所涉及的一种水热生物质直接制备木醋液的方法,因为在反应器中注入氮气或惰性气体以除去反应器中的空气或氧气,提供了惰性氛围,加入弱氧化剂对生物质进行反应,反应结束后冷却分离即得到能够直接应用于实际生产中的木醋液。

本发明涉及的水热生物质直接制备木醋液的方法,过程简单、操作方便,简化了实验步骤,得到的木醋液不需要精制和提纯,可直接应用,不仅优化精制木醋液的工艺过程,还缩短了整个木醋液制取工艺的时间。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,以下实施例对本发明水热生物质直接制备木醋液的方法作具体阐述。

实施例一

步骤一,将生物质原料粉碎成颗粒,得到颗粒状的生物质原料,颗粒的粒径为0.05~8mm。在本实施例中,生物质原料为20g,颗粒粒径为1mm。

步骤二,将颗粒状的生物质原料与去离子水按照质量比为1:1~1:15进行搅拌,搅拌时间为10~180s,得到混合液。在本实施例中,颗粒状的生物质原料与去离子水的质量比为1:5,搅拌时间为60s。

步骤三,将混合液倒入耐高温、高压、腐蚀的反应器中,对反应器进行抽真空1~60min。在本实施例中,抽真空的设备为真空泵,抽真空时间为10min。

步骤四,向反应器中以10~2500mL/min的流量注入氮气或惰性气体除尽反应器中的空气或氧气后密封。在本实施例中,氮气或惰性气体的注入流量为800mL/min,注入气体为氦气。

步骤五,在惰性氛围下向反应器中注入0.2~5mL的弱氧化剂,弱氧化剂与颗粒状的生物质原料进行反应。在本实施例中,弱氧化剂为质量分数为30%的H2O2,弱氧化剂的注入量为1mL。

步骤六,将反应器以1~20℃/min的加热速率加热至60~360℃,并恒温1~120min。在本实施例中,加热速率为1℃/min,加热至80℃,恒温时间为2min。

步骤七,采用循环冷却水将反应器冷却至室温,循环冷却水的流速为0.5~2m3/s,对反应器中的产物进行分离,分离后的液体即为木醋液。在本实施例中,循环冷却水的流速为1.2m3/s。

上述水热生物质制备木醋液的含量为102.1mL,其中含酚类10.54%,有机酸20.89%,酮类23.46%,呋喃及其衍生物等其他化合物45.11%,可直接应用于实际中。

实施例二

步骤一,将生物质原料粉碎成颗粒,得到颗粒状的生物质原料,颗粒的粒径为0.05~8mm。在本实施例中,生物质原料为20g,颗粒粒径为1mm。

步骤二,将颗粒状的生物质原料与去离子水按照质量比为1:1~1:15进行搅拌,搅拌时间为10~180s,得到混合液。在本实施例中,颗粒状的生物质原料与去离子水的质量比为1:5,搅拌时间为60s。

步骤三,将混合液倒入耐高温、高压、腐蚀的反应器中,对反应器进行抽真空1~60min。在本实施例中,抽真空的设备为真空泵,抽真空时间为10min。

步骤四,向反应器中以10~2500mL/min的流量注入氮气或惰性气体除尽反应器中的空气或氧气后密封。在本实施例中,氮气或惰性气体的注入流量为800mL/min,注入气体为氦气。

步骤五,在惰性氛围下向反应器中注入0.2~5mL的弱氧化剂,弱氧化剂与颗粒状的生物质原料进行反应。在本实施例中,弱氧化剂为质量分数为30%的H2O2,弱氧化剂的注入量为1mL。

步骤六,将反应器以1~20℃/min的加热速率加热至60~360℃,并恒温1~120min。在本实施例中,加热速率为1℃/min,加热至100℃,恒温时间为5min。

步骤七,采用循环冷却水将反应器冷却至室温,循环冷却水的流速为0.5~2m3/s,对反应器中的产物进行分离,分离后的液体即为木醋液。在本实施例中,循环冷却水的流速为1.2m3/s。

上述水热生物质制备木醋液的含量为108.2mL,其中含酚类12.56%,有机酸23.87%,酮类20.54%,呋喃及其衍生物等其他化合物43.03%,可直接应用于实际中。

实施例三

步骤一,将生物质原料粉碎成颗粒,得到颗粒状的生物质原料,颗粒的粒径为0.05~8mm。在本实施例中,生物质原料为20g,颗粒粒径为1mm。

步骤二,将颗粒状的生物质原料与去离子水按照质量比为1:1~1:15进行搅拌,搅拌时间为10~180s,得到混合液。在本实施例中,颗粒状的生物质原料与去离子水的质量比为1:5,搅拌时间为60s。

步骤三,将混合液倒入耐高温、高压、腐蚀的反应器中,对反应器进行抽真空1~60min。在本实施例中,抽真空的设备为真空泵,抽真空时间为10min。

步骤四,向反应器中以10~2500mL/min的流量注入氮气或惰性气体除尽反应器中的空气或氧气后密封。在本实施例中,氮气或惰性气体的注入流量为800mL/min,注入气体为氦气。

步骤五,在惰性氛围下向反应器中注入0.2~5mL的弱氧化剂,弱氧化剂与颗粒状的生物质原料进行反应。在本实施例中,弱氧化剂为质量分数为30%的H2O2,弱氧化剂的注入量为1mL。

步骤六,将反应器以1~20℃/min的加热速率加热至60~360℃,并恒温1~120min。在本实施例中,加热速率为1℃/min,加热至120℃,恒温时间为5min。

步骤七,采用循环冷却水将反应器冷却至室温,循环冷却水的流速为0.5~2m3/s,对反应器中的产物进行分离,分离后的液体即为木醋液。在本实施例中,循环冷却水的流速为1.2m3/s。

上述水热生物质制备木醋液的含量为110.6mL,其中含酚类13.12%,有机酸24.33%,酮类18.99%,呋喃及其衍生物等其他化合物43.56%,可直接应用于实际中。

实施例四

步骤一,将生物质原料粉碎成颗粒,得到颗粒状的生物质原料,颗粒的粒径为0.05~8mm。在本实施例中,生物质原料为20g,颗粒粒径为1mm。

步骤二,将颗粒状的生物质原料与去离子水按照质量比为1:1~1:15进行搅拌,搅拌时间为10~180s,得到混合液。在本实施例中,颗粒状的生物质原料与去离子水的质量比为1:5,搅拌时间为60s。

步骤三,将混合液倒入耐高温、高压、腐蚀的反应器中,对反应器进行抽真空1~60min。在本实施例中,抽真空的设备为真空泵,抽真空时间为10min。

步骤四,向反应器中以10~2500mL/min的流量注入氮气或惰性气体除尽反应器中的空气或氧气后密封。在本实施例中,氮气或惰性气体的注入流量为800mL/min,注入气体为氦气。

步骤五,在惰性氛围下向反应器中注入0.2~5mL的弱氧化剂,弱氧化剂与颗粒状的生物质原料进行反应。在本实施例中,弱氧化剂为质量分数为30%的H2O2,弱氧化剂的注入量为1mL。

步骤六,将反应器以1~20℃/min的加热速率加热至60~360℃,并恒温1~120min。在本实施例中,加热速率为1℃/min,加热至140℃,恒温时间为5min。

步骤七,采用循环冷却水将反应器冷却至室温,循环冷却水的流速为0.5~2m3/s,对反应器中的产物进行分离,分离后的液体即为木醋液。在本实施例中,循环冷却水的流速为1.2m3/s。

上述水热生物质制备木醋液的含量为112.2mL,其中含酚类13.97%,有机酸25.32%,酮类17.67%,呋喃及其衍生物等其他化合物43.04%,可直接应用于实际中。

实施例五

步骤一,将生物质原料粉碎成颗粒,得到颗粒状的生物质原料,颗粒的粒径为0.05~8mm。在本实施例中,生物质原料为20g,颗粒粒径为1mm。

步骤二,将颗粒状的生物质原料与去离子水按照质量比为1:1~1:15进行搅拌,搅拌时间为10~180s,得到混合液。在本实施例中,颗粒状的生物质原料与去离子水的质量比为1:5,搅拌时间为60s。

步骤三,将混合液倒入耐高温、高压、腐蚀的反应器中,对反应器进行抽真空1~60min。在本实施例中,抽真空的设备为真空泵,抽真空时间为10min。

步骤四,向反应器中以10~2500mL/min的流量注入氮气或惰性气体除尽反应器中的空气或氧气后密封。在本实施例中,氮气或惰性气体的注入流量为800mL/min,注入气体为氦气。

步骤五,在惰性氛围下向反应器中注入0.2~5mL的弱氧化剂,弱氧化剂与颗粒状的生物质原料进行反应。在本实施例中,弱氧化剂为质量分数为30%的H2O2,弱氧化剂的注入量为1mL。

步骤六,将反应器以1~20℃/min的加热速率加热至60~360℃,并恒温1~120min。在本实施例中,加热速率为1℃/min,加热至160℃,恒温时间为5min。

步骤七,采用循环冷却水将反应器冷却至室温,循环冷却水的流速为0.5~2m3/s,对反应器中的产物进行分离,分离后的液体即为木醋液。在本实施例中,循环冷却水的流速为1.2m3/s。

上述水热生物质制备木醋液的含量为112.9mL,其中含酚类14.55%,有机酸27.52%,酮类16.98%,呋喃及其衍生物等其他化合物40.95%,可直接应用于实际中。

实施例六

步骤一,将生物质原料粉碎成颗粒,得到颗粒状的生物质原料,颗粒的粒径为0.05~8mm。在本实施例中,生物质原料为20g,颗粒粒径为1mm。

步骤二,将颗粒状的生物质原料与去离子水按照质量比为1:1~1:15进行搅拌,搅拌时间为10~180s,得到混合液。在本实施例中,颗粒状的生物质原料与去离子水的质量比为1:5,搅拌时间为60s。

步骤三,将混合液倒入耐高温、高压、腐蚀的反应器中,对反应器进行抽真空1~60min。在本实施例中,抽真空的设备为真空泵,抽真空时间为10min。

步骤四,向反应器中以10~2500mL/min的流量注入氮气或惰性气体除尽反应器中的空气或氧气后密封。在本实施例中,氮气或惰性气体的注入流量为800mL/min,注入气体为氦气。

步骤五,在惰性氛围下向反应器中注入0.2~5mL的弱氧化剂,弱氧化剂与颗粒状的生物质原料进行反应。在本实施例中,弱氧化剂为质量分数为30%的H2O2,弱氧化剂的注入量为1mL。

步骤六,将反应器以1~20℃/min的加热速率加热至60~360℃,并恒温1~120min。在本实施例中,加热速率为1℃/min,加热至180℃,恒温时间为5min。

步骤七,采用循环冷却水将反应器冷却至室温,循环冷却水的流速为0.5~2m3/s,对反应器中的产物进行分离,分离后的液体即为木醋液。在本实施例中,循环冷却水的流速为1.2m3/s。

上述水热生物质制备木醋液的含量为113.6mL,其中含酚类15.11%,有机酸28.88%,酮类16.54%,呋喃及其衍生物等其他化合物39.47%,可直接应用于实际中。

实施例七

步骤一,将生物质原料粉碎成颗粒,得到颗粒状的生物质原料,颗粒的粒径为0.05~8mm。在本实施例中,生物质原料为20g,颗粒粒径为1mm。

步骤二,将颗粒状的生物质原料与去离子水按照质量比为1:1~1:15进行搅拌,搅拌时间为10~180s,得到混合液。在本实施例中,颗粒状的生物质原料与去离子水的质量比为1:5,搅拌时间为60s。

步骤三,将混合液倒入耐高温、高压、腐蚀的反应器中,对反应器进行抽真空1~60min。在本实施例中,抽真空的设备为真空泵,抽真空时间为10min。

步骤四,向反应器中以10~2500mL/min的流量注入氮气或惰性气体除尽反应器中的空气或氧气后密封。在本实施例中,氮气或惰性气体的注入流量为800mL/min,注入气体为氦气。

步骤五,在惰性氛围下向反应器中注入0.2~5mL的弱氧化剂,弱氧化剂与颗粒状的生物质原料进行反应。在本实施例中,弱氧化剂为质量分数为30%的H2O2,弱氧化剂的注入量为1mL。

步骤六,将反应器以1~20℃/min的加热速率加热至60~360℃,并恒温1~120min。在本实施例中,加热速率为5℃/min,加热至200℃,恒温时间为10min。

步骤七,采用循环冷却水将反应器冷却至室温,循环冷却水的流速为0.5~2m3/s,对反应器中的产物进行分离,分离后的液体即为木醋液。在本实施例中,循环冷却水的流速为1.2m3/s。

上述水热生物质制备木醋液的含量为114.3mL,其中含酚类19.38%,有机酸29.12%,酮类15.59%,呋喃及其衍生物等其他化合物35.91%,可直接应用于实际中。

实施例八

步骤一,将生物质原料粉碎成颗粒,得到颗粒状的生物质原料,颗粒的粒径为0.05~8mm。在本实施例中,生物质原料为20g,颗粒粒径为1mm。

步骤二,将颗粒状的生物质原料与去离子水按照质量比为1:1~1:15进行搅拌,搅拌时间为10~180s,得到混合液。在本实施例中,颗粒状的生物质原料与去离子水的质量比为1:5,搅拌时间为60s。

步骤三,将混合液倒入耐高温、高压、腐蚀的反应器中,对反应器进行抽真空1~60min。在本实施例中,抽真空的设备为真空泵,抽真空时间为10min。

步骤四,向反应器中以10~2500mL/min的流量注入氮气或惰性气体除尽反应器中的空气或氧气后密封。在本实施例中,氮气或惰性气体的注入流量为800mL/min,注入气体为氦气。

步骤五,在惰性氛围下向反应器中注入0.2~5mL的弱氧化剂,弱氧化剂与颗粒状的生物质原料进行反应。在本实施例中,弱氧化剂为质量分数为30%的H2O2,弱氧化剂的注入量为1mL。

步骤六,将反应器以1~20℃/min的加热速率加热至60~360℃,并恒温1~120min。在本实施例中,加热速率为5℃/min,加热至220℃,恒温时间为10min。

步骤七,采用循环冷却水将反应器冷却至室温,循环冷却水的流速为0.5~2m3/s,对反应器中的产物进行分离,分离后的液体即为木醋液。在本实施例中,循环冷却水的流速为1.2m3/s。

上述水热生物质制备木醋液的含量为115.0mL,其中含酚类19.93%,有机酸30.25%,酮类15.43%,呋喃及其衍生物等其他化合物34.39%,可直接应用于实际中。

实施例九

步骤一,将生物质原料粉碎成颗粒,得到颗粒状的生物质原料,颗粒的粒径为0.05~8mm。在本实施例中,生物质原料为20g,颗粒粒径为1mm。

步骤二,将颗粒状的生物质原料与去离子水按照质量比为1:1~1:15进行搅拌,搅拌时间为10~180s,得到混合液。在本实施例中,颗粒状的生物质原料与去离子水的质量比为1:5,搅拌时间为60s。

步骤三,将混合液倒入耐高温、高压、腐蚀的反应器中,对反应器进行抽真空1~60min。在本实施例中,抽真空的设备为真空泵,抽真空时间为10min。

步骤四,向反应器中以10~2500mL/min的流量注入氮气或惰性气体除尽反应器中的空气或氧气后密封。在本实施例中,氮气或惰性气体的注入流量为800mL/min,注入气体为氦气。

步骤五,在惰性氛围下向反应器中注入0.2~5mL的弱氧化剂,弱氧化剂与颗粒状的生物质原料进行反应。在本实施例中,弱氧化剂为质量分数为30%的H2O2,弱氧化剂的注入量为1mL。

步骤六,将反应器以1~20℃/min的加热速率加热至60~360℃,并恒温1~120min。在本实施例中,加热速率为5℃/min,加热至240℃,恒温时间为10min。

步骤七,采用循环冷却水将反应器冷却至室温,循环冷却水的流速为0.5~2m3/s,对反应器中的产物进行分离,分离后的液体即为木醋液。在本实施例中,循环冷却水的流速为1.2m3/s。

上述水热生物质制备木醋液的含量为118.2mL,其中含酚类22.26%,有机酸31.62%,酮类15.31%,呋喃及其衍生物等其他化合物30.81%,可直接应用于实际中。

实施例十

步骤一,将生物质原料粉碎成颗粒,得到颗粒状的生物质原料,颗粒的粒径为0.05~8mm。在本实施例中,生物质原料为20g,颗粒粒径为1mm。

步骤二,将颗粒状的生物质原料与去离子水按照质量比为1:1~1:15进行搅拌,搅拌时间为10~180s,得到混合液。在本实施例中,颗粒状的生物质原料与去离子水的质量比为1:5,搅拌时间为60s。

步骤三,将混合液倒入耐高温、高压、腐蚀的反应器中,对反应器进行抽真空1~60min。在本实施例中,抽真空的设备为真空泵,抽真空时间为10min。

步骤四,向反应器中以10~2500mL/min的流量注入氮气或惰性气体除尽反应器中的空气或氧气后密封。在本实施例中,氮气或惰性气体的注入流量为800mL/min,注入气体为氦气。

步骤五,在惰性氛围下向反应器中注入0.2~5mL的弱氧化剂,弱氧化剂与颗粒状的生物质原料进行反应。在本实施例中,弱氧化剂为质量分数为30%的H2O2,弱氧化剂的注入量为1mL。

步骤六,将反应器以1~20℃/min的加热速率加热至60~360℃,并恒温1~120min。在本实施例中,加热速率为5℃/min,加热至280℃,恒温时间为10min。

步骤七,采用循环冷却水将反应器冷却至室温,循环冷却水的流速为0.5~2m3/s,对反应器中的产物进行分离,分离后的液体即为木醋液。在本实施例中,循环冷却水的流速为1.2m3/s。

上述水热生物质制备木醋液的含量为123.7mL,其中含酚类24.18%,有机酸32.39%,酮类15.21%,呋喃及其衍生物等其他化合物28.22%,可直接应用于实际中。

实施例十一

步骤一,将生物质原料粉碎成颗粒,得到颗粒状的生物质原料,颗粒的粒径为0.05~8mm。在本实施例中,生物质原料为20g,颗粒粒径为1mm。

步骤二,将颗粒状的生物质原料与去离子水按照质量比为1:1~1:15进行搅拌,搅拌时间为10~180s,得到混合液。在本实施例中,颗粒状的生物质原料与去离子水的质量比为1:5,搅拌时间为60s。

步骤三,将混合液倒入耐高温、高压、腐蚀的反应器中,对反应器进行抽真空1~60min。在本实施例中,抽真空的设备为真空泵,抽真空时间为10min。

步骤四,向反应器中以10~2500mL/min的流量注入氮气或惰性气体除尽反应器中的空气或氧气后密封。在本实施例中,氮气或惰性气体的注入流量为800mL/min,注入气体为氦气。

步骤五,在惰性氛围下向反应器中注入0.2~5mL的弱氧化剂,弱氧化剂与颗粒状的生物质原料进行反应。在本实施例中,弱氧化剂为质量分数为30%的H2O2,弱氧化剂的注入量为1mL。

步骤六,将反应器以1~20℃/min的加热速率加热至60~360℃,并恒温1~120min。在本实施例中,加热速率为5℃/min,加热至300℃,恒温时间为10min。

步骤七,采用循环冷却水将反应器冷却至室温,循环冷却水的流速为0.5~2m3/s,对反应器中的产物进行分离,分离后的液体即为木醋液。在本实施例中,循环冷却水的流速为1.2m3/s。

上述水热生物质制备木醋液的含量为125.9mL,其中含酚类26.76%,有机酸33.85%,酮类14.55%,呋喃及其衍生物等其他化合物24.84%,可直接应用于实际中。

实施例十二

步骤一,将生物质原料粉碎成颗粒,得到颗粒状的生物质原料,颗粒的粒径为0.05~8mm。在本实施例中,生物质原料为20g,颗粒粒径为1mm。

步骤二,将颗粒状的生物质原料与去离子水按照质量比为1:1~1:15进行搅拌,搅拌时间为10~180s,得到混合液。在本实施例中,颗粒状的生物质原料与去离子水的质量比为1:5,搅拌时间为60s。

步骤三,将混合液倒入耐高温、高压、腐蚀的反应器中,对反应器进行抽真空1~60min。在本实施例中,抽真空的设备为真空泵,抽真空时间为10min。

步骤四,向反应器中以10~2500mL/min的流量注入氮气或惰性气体除尽反应器中的空气或氧气后密封。在本实施例中,氮气或惰性气体的注入流量为800mL/min,注入气体为氦气。

步骤五,在惰性氛围下向反应器中注入0.2~5mL的弱氧化剂,弱氧化剂与颗粒状的生物质原料进行反应。在本实施例中,弱氧化剂为质量分数为30%的H2O2,弱氧化剂的注入量为1mL。

步骤六,将反应器以1~20℃/min的加热速率加热至60~360℃,并恒温1~120min。在本实施例中,加热速率为5℃/min,加热至320℃,恒温时间为10min。

步骤七,采用循环冷却水将反应器冷却至室温,循环冷却水的流速为0.5~2m3/s,对反应器中的产物进行分离,分离后的液体即为木醋液。在本实施例中,循环冷却水的流速为1.2m3/s。

上述水热生物质制备木醋液的含量为128.6mL,其中含酚类28.64%,有机酸34.32%,酮类12.33%,呋喃及其衍生物等其他化合物24.71%,可直接应用于实际中。

实施例十三

步骤一,将生物质原料粉碎成颗粒,得到颗粒状的生物质原料,颗粒的粒径为0.05~8mm。在本实施例中,生物质原料为20g,颗粒粒径为1mm。

步骤二,将颗粒状的生物质原料与去离子水按照质量比为1:1~1:15进行搅拌,搅拌时间为10~180s,得到混合液。在本实施例中,颗粒状的生物质原料与去离子水的质量比为1:5,搅拌时间为60s。

步骤三,将混合液倒入耐高温、高压、腐蚀的反应器中,对反应器进行抽真空1~60min。在本实施例中,抽真空的设备为真空泵,抽真空时间为10min。

步骤四,向反应器中以10~2500mL/min的流量注入氮气或惰性气体除尽反应器中的空气或氧气后密封。在本实施例中,氮气或惰性气体的注入流量为800mL/min,注入气体为氦气。

步骤五,在惰性氛围下向反应器中注入0.2~5mL的弱氧化剂,弱氧化剂与颗粒状的生物质原料进行反应。在本实施例中,弱氧化剂为质量分数为30%的H2O2,弱氧化剂的注入量为1mL。

步骤六,将反应器以1~20℃/min的加热速率加热至60~360℃,并恒温1~120min。在本实施例中,加热速率为5℃/min,加热至340℃,恒温时间为10min。

步骤七,采用循环冷却水将反应器冷却至室温,循环冷却水的流速为0.5~2m3/s,对反应器中的产物进行分离,分离后的液体即为木醋液。在本实施例中,循环冷却水的流速为1.2m3/s。

上述水热生物质制备木醋液的含量为131.1mL,其中含酚类31.33%,有机酸36.36%,酮类9.87%,呋喃及其衍生物等其他化合物22.44%,可直接应用于实际中。

实施例十四

步骤一,将生物质原料粉碎成颗粒,得到颗粒状的生物质原料,颗粒的粒径为0.05~8mm。在本实施例中,生物质原料为20g,颗粒粒径为1mm。

步骤二,将颗粒状的生物质原料与去离子水按照质量比为1:1~1:15进行搅拌,搅拌时间为10~180s,得到混合液。在本实施例中,颗粒状的生物质原料与去离子水的质量比为1:5,搅拌时间为60s。

步骤三,将混合液倒入耐高温、高压、腐蚀的反应器中,对反应器进行抽真空1~60min。在本实施例中,抽真空的设备为真空泵,抽真空时间为10min。

步骤四,向反应器中以10~2500mL/min的流量注入氮气或惰性气体除尽反应器中的空气或氧气后密封。在本实施例中,氮气或惰性气体的注入流量为800mL/min,注入气体为氦气。

步骤五,在惰性氛围下向反应器中注入0.2~5mL的弱氧化剂,弱氧化剂与颗粒状的生物质原料进行反应。在本实施例中,弱氧化剂为质量分数为30%的H2O2,弱氧化剂的注入量为1mL。

步骤六,将反应器以1~20℃/min的加热速率加热至60~360℃,并恒温1~120min。在本实施例中,加热速率为5℃/min,加热至360℃,恒温时间为10min。

步骤七,采用循环冷却水将反应器冷却至室温,循环冷却水的流速为0.5~2m3/s,对反应器中的产物进行分离,分离后的液体即为木醋液。在本实施例中,循环冷却水的流速为1.2m3/s。

上述水热生物质制备木醋液的含量为132.91mL,其中含酚类32.71%,有机酸37.91%,酮类9.11%,呋喃及其衍生物等其他化合物20.27%,可直接应用于实际中。

实施例的作用与效果

根据本实施例所涉及的一种水热生物质直接制备木醋液的方法,因为在反应器中注入氮气或惰性气体以除去反应器中的空气或氧气,提供了惰性氛围,加入弱氧化剂对生物质进行反应,反应结束后冷却分离即得到能够直接应用于实际生产中的木醋液。

根据不同实施例中实验参数的改变可以看出,对反应器进行升温,终点温度的不同,木醋液的含量也有所不同,在60~360℃的范围内,终点温度越高,得到的木醋液含量越高,酚类以及有机酸的质量分数含量也相对增加。

本实施例涉及的水热生物质直接制备木醋液的方法,过程简单、操作方便,简化了实验步骤,得到的木醋液不需要精制和提纯,可直接应用,不仅优化精制木醋液的工艺过程,还缩短了整个木醋液制取工艺的时间。

上述实施方式为本发明的优选案例,并不用来限制本发明的保护范围。

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