[0049] 为了更好地阐述该发明的内容,下面通过具体实施例对本发明进一步的验证。特在此说明,实施例只是为更直接地描述本发明,它们只是本发明的一部分,不能对本发明构成任何限制。
[0050] 以下实施例中所采用的材料和仪器均为市售。
[0051] 实施例1
[0052] 一种猪粪为原理制备高品质生物油的方法,具体包括以下步骤:
[0053] a、预处理:将新鲜猪粪干化至含水率为10%,然后对猪粪粉碎过80目筛;
[0054] b、亚/超临界液化:将处理后的猪粪与无水乙醇按固液比为0.1g/mL、溶剂无水乙醇的填充率为20%混合倒入反应釜中;密封反应釜,设计压力为12.5MPa,加热电压为250V,设定液化温度为220℃;反应釜加热升温,温度达到设定液化温度时停留40min,待反应结束后停止加热,当反应釜温度为100℃左右时用冷凝水将反应釜冷却至室温;
[0055] c、固液分离:将反应生成的气相产物直接排出不作进一步分析,打开反应釜盖,取出反应釜釜体中的固液混合物,并用乙酸乙酯清洗釜壁若干次并转入器皿中,采用循环水式多用真空泵进行真空过滤得到固体产物和液化产物;
[0056] d、步骤c分离得到的液化产物放入旋转蒸发仪,设置转速为80rpm进行旋转蒸发,首先去掉溶液中的乙醇和乙酸乙酯,然后去掉溶液中的少量水相产物,即得生物油,记为样品S1。
[0057] 实施例2
[0058] 本实施例与实施例1的区别在于,设置液化温度为260℃,将制得的生物油样品记为S2。
[0059] 实施例3
[0060] 本实施例与实施例1的区别在于,设置液化温度为300℃,将制得的生物油样品记为S3。
[0061] 实施例4
[0062] 本实施例与实施例3的区别在于,猪粪与液化溶剂无水乙醇的固液比为0.05g/mL,将制得的生物油样品记为S4。
[0063] 实施例5
[0064] 本实施例与实施例3的区别在于,猪粪与液化溶剂无水乙醇的固液比为0.075g/mL,将制得的生物油样品记为S5。
[0065] 实施例6
[0066] 本实施例与实施例3的区别在于,猪粪与无水乙醇的固液比为0.125g/mL,将制得的生物油样品记为S6。
[0067] 实施例7
[0068] 本实施例与实施例3的区别在于,猪粪与无水乙醇的固液比为0.15g/mL,将制得的生物油样品记为S7。
[0069] 实施例8
[0070] 本实施例与实施例3的区别在于,溶剂无水乙醇的填充率为10%,将制得的生物油样品记为S8。
[0071] 实施例9
[0072] 本实施例与实施例3的区别在于,溶剂无水乙醇的填充率为15%,将制得的生物油样品记为S9。
[0073] 实施例10
[0074] 本实施例与实施例3的区别在于,溶剂无水乙醇的填充率为25%,将制得的生物油样品记为S10。
[0075] 实施例11
[0076] 本实施例与实施例3的区别在于,溶剂无水乙醇的填充率为30%,将制得的生物油样品记为S11。
[0077] 实施例12
[0078] 本实施例与实施例11的区别在于,步骤a中,猪粪中干化后加入5%的煤灰粉作为重金属稳定剂,然后粉碎过筛,将制得的生物油样品记为S12。
[0079] 实施例13
[0080] 本实施例与实施例12的区别在于,步骤a中,猪粪中干化后加入7%的煤灰粉作为重金属稳定剂,将制得的生物油样品记为S13。
[0081] 实施例14
[0082] 本实施例与实施例12的区别在于,步骤a中,猪粪中干化后加入10%的煤灰粉作为重金属稳定剂,将制得的生物油样品记为S14。
[0083] 对上述实施例进行比对分析:
[0084] 1、对上述实施例1~14制得生物油的产率进行测定,结果如下表1所示:
[0085] 表1实施例1~14的工艺参数及产率
[0086]
[0087]
[0088] 进一步对上述结果以组为单位分析液化反应温度、猪粪与液化溶剂的固液比、以及填充率对生物油产率的影响:
[0089] 1)以实施例1~3为一组,从上表1数据,结合附图1,可知:在固液比(0.1g/mL)、溶剂填充率(20%)一定的情况下,在优选固液比范围(220~300℃)内,液化温度为220℃的液化生物油的产率最高。
[0090] 2)以实施例4~7为一组,从上表1数据,结合附图2,可知:在溶剂填充率(20%)、液化温度(300℃)一定的情况下,在优选固液比范围(0.05~0.15g/mL))内,液化生物油的产率随着固液比增加而下降,以固液比为5%的液化生物油的产率最高。
[0091] 3)以实施例8~11为一组,从上表1数据,结合附图3,可知:在固液比(0.1g/mL)、液化温度(300℃)一定的情况下,在优选溶剂填充率范围(10~30%)内,溶剂填充率为15%的液化生物油的产率最高。
[0092] 2、取实施例11~14步骤c固液分离得到的固体产物,采用ICP‑OES(电感耦合等离子体发射光谱仪)(Optima 8300,USA)测定分析其中重金属含量,测定结果如下表2:
[0093] 表2样品S11‑S14中重金属含量(单位:mg/kg)
[0094]
[0095] 从上表2的数据对比,可知:
[0096] 1)添加重金属稳定剂(添加5%、7%、10%)得到的固相产物中的各重金属含量均高于未添加重金属稳定剂得到的固相产物中的各重金属含量,说明液化产物中的重金属转移到了固相产物中,如此降低了液化产物中各重金属的含量;
[0097] 2)经数据比对,添加猪粪原料10%的重金属稳定剂对重金属稳定效果最佳。
[0098] 3、取实施例11~14步骤c固液分离得到的固体产物,采用连续萃取方法(BCR重金属连续萃取法)测定其重金属化学形态,不同重金属化学形态下的各重金属的含量如下表3、4所示:
[0099] 表3 F1(可交换态/碳酸盐结合态)形态下的固体产物中各重金属的含量[0100]
[0101] 表4 F2(可还原态)形态下的固体产物中各重金属的含量
[0102]
[0103] 经过上述表3、4的数据对比,可知:
[0104] 1)通过猪粪原料、未添加重金属稳定剂、添加重金属稳定剂的数据比对,证明:添加重金属稳定剂能实现猪粪中活性态的重金属(Pb、Zn、Cu、Mn、Ni、Cd和Cr)向相对稳定形态的重金属转化,重金属的污染危害明显下降且重金属植物可吸收性降低。
[0105] 2)添加猪粪原料质量10%的重金属稳定剂,其稳定效果最佳。