一种利用生物质掺混医疗废弃物气化制备粗可燃气的方法

1.本发明属于生物质能源合成技术领域，具体涉及到一种利用生物质掺混医疗废弃物气化制备粗可燃气的方法。


背景技术：

2.具有碳捕集、利用和封存的碳氢化合物低碳制氢(蓝色)技术将占重要地位，随后逐步转向可再生制氢(绿色)，并有望全面实现零碳制氢，进而对长期低碳化社会的发展至关重要。我国拥有丰富的生物质资源，但是简单粗放的利用方式造成这些含碳资源极大的浪费和环境污染。将生物质资源热解气化，再经催化剂转化为高品质的洁净燃料，其利用技术与化石燃料利用方式具有很大的兼容性，可以弥补石油资源的短缺，是近期化石能源替代较为现实可行的途径。生物质重整调变技术是生物质液体燃料合成的关键，但粗生物质燃气中的组分复杂，多焦油和co2、ch4等成分则制约了生物质气化合成技术的发展，因此需要对粗生物质燃气进一步的焦油裂解和重整调变，从而满足燃料合成系统对气体品质的要求。
3.目前，疾病的传播速度快且对医护人员的防护要求高，短时间产生大量的医疗废弃物，因缺少相关的应急预案和处理场所，短时间内医疗废弃物处置能力无法跟上，作者采用生物质混烧医疗废弃物，在催化剂的作用下，直接气化重整调整生成合成气的比例，已达到提升生物质燃气品质和燃烧热值的目的。


技术实现要素：

4.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
5.鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。
6.因此，本发明的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种利用生物质掺混医疗废弃物气化制备可燃气的方法。
7.为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种利用生物质掺混医疗废弃物气化制备粗可燃气的方法，其包括如下步骤：
8.准备生物质：收集废弃生物质；
9.准备医疗废弃物：准备医院收集的医疗废弃物；
10.准备催化剂并制备混合体系：准备催化剂，并将催化剂、生物质、医疗废弃物进行搅拌混合；
11.气化：将混合均匀的原料转移至气化炉中，在高温下进行气化。
12.作为本发明所述的一种利用生物质掺混医疗废弃物气化制备粗可燃气的方法的优选方案，其中：准备生物质中，所述废弃生物质为秸秆。
13.作为本发明所述的一种利用生物质掺混医疗废弃物气化制备粗可燃气的方法的
优选方案，其中：废弃生物质为玉米秸秆、小麦秸秆、黄豆秸秆。
14.作为本发明所述的一种利用生物质掺混医疗废弃物气化制备粗可燃气的方法的优选方案，其中：催化剂包括ni-co/zsm-5、ni-zr/zsm-5、 ni-co-rh/zsm-5中的一种或几种。
15.作为本发明所述的一种利用生物质掺混医疗废弃物气化制备粗可燃气的方法的优选方案，其中：按照重量计，准备催化剂并制备混合体系中，生物质：医疗废弃物＝10:1～2。
16.作为本发明所述的一种利用生物质掺混医疗废弃物气化制备粗可燃气的方法的优选方案，其中：按照重量计，准备催化剂并制备混合体系中，生物质：医疗废弃物：催化剂＝100:10～20：1～2。
17.作为本发明所述的一种利用生物质掺混医疗废弃物气化制备粗可燃气的方法的优选方案，其中：准备生物质中，所述生物质粉碎为3～8mm的大小。
18.作为本发明所述的一种利用生物质掺混医疗废弃物气化制备粗可燃气的方法的优选方案，其中：所属准备医疗废弃物中，医疗废弃物粉碎为5～6mm。
19.作为本发明所述的一种利用生物质掺混医疗废弃物气化制备粗可燃气的方法的优选方案，其中：准备催化剂并制备混合体系中，催化剂的大小为200 目。
20.作为本发明所述的一种利用生物质掺混医疗废弃物气化制备粗可燃气的方法的优选方案，其中：催化剂包括ni-co/zsm-5和ni-zr/zsm-5中的一种或几种。
21.本发明有益效果：
22.本发明提供了一种利用生物质掺混医疗废弃物气化制备粗可燃气的方法，能够对于废弃的生物质作为原材料进行加工，在实现了对于医疗废弃物和废弃生物质利用的基础上，转化为可卡燃气，减少了对于化石能源的使用，属于一种既实现了解决了医疗废弃物降解污染问题又提升生物质气化合成气燃烧品质的工艺方法，具有较好的实际应用意义。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
24.图1为本发明实施中气化过程实验实物图。
具体实施方式
25.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
26.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
27.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指
同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
28.本发明实施例中使用的医疗废弃物来源为常州市阳湖二院医疗废弃物；本发明使用的zsm-5载体和试剂采购自上海麦克林深化科技有限公司；
29.本发明实施例中使用的催化剂，其制备方法为：选用市售的200目的zsm-5 颗粒作为催化剂载体，扩容后浸渍活性组分。扩容：先用30％草酸溶液煮沸 30min，然后用蒸馏水冲洗，干燥研磨后备用；
30.称取一定量的ni(no3)2、co(no3)2、zr(no3)4、cd(no3)、rhcl3用 100ml的蒸馏水将可溶性金属盐，两种或者三种组合配置成混合溶液，将处理后的堇青石载体浸渍在上述混合溶液中，真空浸渍24h，经过陈化后在烘箱中于120℃干燥5h，然后在马弗炉中以650℃的温度煅烧6h，将煅烧后的负载有金属氧化物的堇青石载体在研钵中研磨成粉末，再将这些粉末在压片机上压制切碎成40-60目的颗粒，即得所需的复合型金属催化剂。
31.本发明实施例中使用的医疗垃圾为常州市阳湖二院医疗废弃物经过在高压锅115℃蒸煮30min经过消毒制得，具有良好的安全性。
32.实施例1
33.1)称取玉米秸秆(粉碎尺寸7-8mm)500g；
34.2)称取医疗废弃物(粉碎尺寸5-6mm)50g；
35.3)称取催化剂ni-co/zsm-5(200目)5g，加入后按照100rpm的转速搅拌30min；
36.4)将搅拌好的原料转移至气化炉，气化温度750℃，反应30min。
37.实施例2
38.1)称取玉米秸秆(粉碎尺寸7-8mm)500g；
39.2)称取医疗废弃物(粉碎尺寸5-6mm)100g，
40.3)称取催化剂ni-co/zsm-5(200目)5g，加入后按照100rpm的转速搅拌30min；
41.4)将搅拌好的原料转移至气化炉，气化温度750℃，反应30min。
42.实施例3
43.1)称取玉米秸秆(粉碎尺寸7-8mm)500g；
44.2)称取医疗废弃物(粉碎尺寸5-6mm)100g；
45.3)称取催化剂ni-co/zsm-5(200目)5g，ni-zr/zsm-5(200目)5g，加入后按照100rpm的转速搅拌30min；
46.4)将搅拌好的原料转移至气化炉，气化温度750℃，反应30min。
47.实施例4
48.1)称取小麦秸秆(粉碎尺寸5-6mm)500g；
49.2)称取医疗废弃物(粉碎尺寸3-5mm)50g；
50.3)称取催化剂ni-co-rh/zsm-5(200目)10g，加入后按照100rpm的转速搅拌30min；
51.4)将搅拌好的原料转移至气化炉，气化温度700℃，反应30min。
52.实施例5
53.1)称取小麦秸秆(粉碎尺寸5-6mm)500g；
54.2)称取医疗废弃物(粉碎尺寸3-5mm)100g；
55.3)称取催化剂ni-co-rh/zsm-5(200目)10g，加入后按照100rpm的转速搅拌30min；
56.4)将搅拌好的原料转移至气化炉，气化温度750℃，反应30min。
57.实施例6
58.1)称取小麦秸秆(粉碎尺寸5-6mm)500g；
59.2)称取医疗废弃物(粉碎尺寸3-5mm)100g；
60.3)称取催化剂ni-co-rh/zsm-5(200目)5g,ni-cd/zsm-5(200目)5g，加入后按照100rpm的转速搅拌30min；
61.4)将搅拌好的原料转移至气化炉，气化温度700℃，反应30min。
62.实施例7
63.1)称取黄豆秸秆(粉碎尺寸3-4mm)500g；
64.2)称取医疗废弃物(粉碎尺寸8-10mm)50g；
65.3)称取催化剂ni-cd/zsm-5(200目)5g，加入后按照100rpm的转速搅拌30min；
66.4)将搅拌好的原料转移至气化炉，气化温度650℃，反应30min。
67.实施例8
68.1)称取黄豆秸秆(粉碎尺寸3-4mm)500g；
69.2)称取医疗废弃物(粉碎尺寸8-10mm)100g；
70.3)称取催化剂ni-cd/zsm-5(200目)5g，加入后按照100rpm的转速搅拌30min；
71.4)将搅拌好的原料转移至气化炉，气化温度700℃，反应30min。
72.实施例9
73.1)称取黄豆秸秆(粉碎尺寸3-4mm)500g；
74.2)称取医疗废弃物(粉碎尺寸8-10mm)100g；
75.3)称取催化剂ni-co-rh/zsm-5(200目)5g,ni-zr/zsm-5(200目)5g，加入后按照100rpm的转速搅拌30min；
76.4)将搅拌好的原料转移至气化炉，气化温度750℃，反应30min。
77.实施例10
78.1)称取小麦秸秆(粉碎尺寸5-6mm)500g；
79.2)称取医疗废弃物(粉碎尺寸3-5mm)100g；
80.3)称取催化剂ni-zr/zsm-5(200目)5g，加入后按照100rpm的转速搅拌30min；
81.4)将搅拌好的原料转移至气化炉，气化温度750℃，反应30min。
82.实施例11
83.1)称取玉米秸秆(粉碎尺寸7-8mm)500g；
84.2)称取医疗废弃物(粉碎尺寸5-6mm)100g；
85.3)称取催化剂ni-co/zsm-5(200目)10g，加入后按照100rpm的转速搅拌30min；
86.4)将搅拌好的原料转移至气化炉，气化温度750℃，反应30min。
87.实施例12
88.将实施例1～11中制得在气化炉中的反应气体进行组分的测试分析，并且进行热值计算。得到的数据如表1所示。
89.表1实施例1～10中气化后气化炉中组分以及热值
[0090][0091]
由表1可得，实施例3中气化炉的低热值和高热值最高，显然实施例3中技术方案有着显著的燃烧值较好的效果。
[0092]
由上述所有实施例可得，我方发明对于小麦秸秆、黄豆秸秆、玉米秸秆都具备相应的处理能力，我方发明中热值最高的为玉米秸秆实现。
[0093]
根据实施例2、3、5的比较可得，我方发明中使用的两种催化剂混合使用相较单种催化剂的使用有着显著的效果，制备得到的产物有着显著的热值较高的效果。
[0094]
由实施例3优良的燃烧性能可得，我方发明中给出的催化剂的组合相较单种催化剂的使用有着一定程度的提高燃烧值的效果，我方发明中提出对于催化剂进行ni-co/zsm-5和ni-zr/zsm-5按照重量比1:1的比例进行使用。
[0095]
需要注意的是，我方发明中还提出了原料上的优选，秸秆和医疗废弃物按照10:1～2的比例进行使用，能够实现医疗废弃物和生物质的废物利用。
[0096]
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。