水热液化技术
水热合成法 ppt课件
• 在衬底上形成稳定结晶相薄膜
5.3 其他应用
煤的液体化、气体化：在水热条件下,煤可以液化、气体化，产生油性状,所以 如果煤在水热条件下处理实现工业化,煤的运输,煤的有效利用,因烧煤而造成的 环境污染,将会得到较大的改变。
• 反应过程的驱动力是最后可溶的前驱体或中间产物与最终产物之间的溶解度差， 即反应向吉布斯焓减小的方向进行。
二、水热生长体系中的晶粒形成可分为三种类型：
➢ “均匀溶液饱和析出”机制：由于水热反应温度和体系压力的升高，溶质在溶 液中溶解度降低并达到饱和，以某种化合物结晶态形式从溶液中析出。
➢ “溶解-结晶”机制：“溶解”是指水热反应初期，前驱物微粒之间的团聚和 联接遭到破坏，从而使微粒自身在水热介质中溶解，以离子或离子团的形式进 入溶液，进而成核、结晶而形成晶粒。
• 水热合成是指：温度为100～1000℃、压力为1MPa～1GPa条件下利用水溶液 中物质化学反应所进行的合成。在亚临界和超临界水热条件下,由于反应处于 分子水平,反应性提高,因而水热反应可以替代某些高温固相反应。
• 利用高温高压的水溶液使那些在大气条件下不溶或难溶的物质溶解，并且重结 晶而进行无机合成与材料处理的一种有效方法； 苗鸿雁； 罗宏杰； 姚熹； ） • TiO2和BaTiO3纳米晶的水热合成及其光电性能的研究（ 中南大学， 王丽丽） • 水热合成法及其应用（惠春）
水热合成法
水热合成法 Hydrothermalsynthesis
无机
1
水热合成法讲解
1
原理
2
分类
目录
3
过程
5
具体应用
4
与核壳结构 的关系
沉淀法
水解法
制备微粉
喷雾法 氧化还原法
冻结干燥法
要得到化合物微粉，加热处理必 不可少。 而高温易造成缺陷，不能保持组 分的均匀性。指：温度为100～1000℃、压力为1MPa～1GPa条件下利用水溶液 中物质化学反应所进行的合成。在亚临界和超临界水热条件下,由于反应处于 分子水平,反应性提高,因而水热反应可以替代某些高温固相反应。
利用高温高压的水溶液使那些在大气条件下不溶或难溶的物质溶解，并且重结 晶而进行无机合成与材料处理的一种有效方法。
反应过程的驱动力是最后可溶的前驱体或中间产物与最终产物之间的溶解度差， 即反应向吉布斯焓减小的方向进行。
二、水热生长体系中的晶粒形成可分为三种类型：
➢ “均匀溶液饱和析出”机制：由于水热反应温度和体系压力的升高，溶质在溶 液中溶解度降低并达到饱和，以某种化合物结晶态形式从溶液中析出。
6)水热结晶：可使一些非晶化合物脱 水结晶。例如：AI(OH)3—— Al203•H20
三、具体过程
基本设备：水热合成反应釜 具体流程： (1)选择反应前驱物，确定反应前驱物 的计量比。 (2)摸索前驱物加入顺序，混料搅拌。 (3)装釜、封釜、置入烘箱。 (4)确定反应温度、时间、状态进行反 应。 (5)取釜、冷却(空气冷或水冷)、取样。 (6)过滤、洗涤、干燥。
水热合成法分类
1)水热氧化：高温高压水、水溶液等 溶剂与金属或合金可直接反应生长性 的化合物。 例如：M+[0]——MxOy
2)水热沉淀：某些化合物在通常条件 下无法或很难生成沉淀，而在水热条 件下却生成新的化合物沉淀。 例如： KF+MnCI2——KMnF2
水热怎么改变污泥脱水性能
3、水热反应过程污泥中的水不发生相变（水不发生相变）
污泥的水热反应是在密闭容器内进行的，尽管水热处理的反应温度高于蒸发干燥的温度，但由于反应过程中污泥中的水不发生相变，系统总体能耗远远低于蒸发干燥工艺，这一点是水热干化技术实现系统节能的核心。
2009年3月初，业内污泥处理的专家组参观了示范工程，该技术具有系统能耗低、污泥固液分离性能和生物降解性能同步改善的特点。该技术在工艺设备上实现了以下突破：①开发的浆化反应器，通过闪蒸乏汽返混预热浆化、蒸汽与机械协同搅拌，提高了系统的处理效率。②在水热反应器中，采用蒸汽逆向流直接混合加热的方式，强化了传质传热过程，可以避免局部过热结焦炭化。③在连续闪蒸反应器中，实现了系统能量的有效回收。
水热干化技术处理污泥的示范工程取得成功
清华大学环境科学与工程系的王伟教授致力于污泥水热干化技术研究27年。目前，该工艺系统已经较为成熟，同时通过开发二次闪蒸换热技术，系统能耗也显著降低，已经使实现工业化应用成为了可能。
2008年7月，清华大学、北京健坤伟华新能源科技有限公司受东莞市城市管理局、东莞市市区污水处理厂委托，以东莞市污水处理厂的市政污泥为处理对象，并参照东莞市的具体条件，建设了污泥水热干化技术示范工程。（日处理30吨污泥（含水率90％）
污泥பைடு நூலகம்热干化技术的特点
1、水热干化过程改变了污泥中水的形态（水变）
污泥经过水热处理，微生物细胞破碎、胶体结构和毛细结构破坏、固体颗粒的表面性质改变，使污泥中水与固体颗粒的结合形态发生改变。胞内水、毛细水、结合水和表面吸附水被大量释放，从而改善了污泥的脱水性能。
造纸黑液治理现状及处理草浆黑液新思路
第53卷第4期 辽 宁 化 工 Vol.53，No. 4 2024年4月 Liaoning Chemical Industry April，2024基金项目： 2023年“挑战杯”沈阳化工大学大学生课外学术科技作品竞赛（项目编号：K -03）。
收稿日期： 2023-03-03 作者简介： 李昶（2003-），男，辽宁省沈阳市人，研究方向：废弃物资源化利用。
造纸黑液治理现状及处理草浆黑液新思路李昶, 杨兴鑫, 阎慧鑫, 孙紫琳, 马娇*, 宋兴飞*（沈阳化工大学 化学工程学院，辽宁 沈阳 110142）摘 要： 介绍了中国造纸行业现状，总结了黑液处理技术的工艺及特点，针对草浆造纸黑液处理的可行性进行了分析。
最后，提出了采用循环流化床低温气化技术处理草浆造纸黑液的新思路，该方法能够解决低碳转化率的问题，有望成为处理草浆造纸黑液的最佳选择。
关 键 词：黑液；治理；循环流化床；低温气化中图分类号：X793 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2024）04-0602-04我国是纸业生产和消费最大的国家，2021年全国纸浆生产总量8 177万t，废纸浆5 814万t，木浆1 809万t，非木浆554万t [1]。
制浆工艺主要包括原料制备、制浆、漂白和化学品回收，蒸煮过程中产生的废液在整个制浆工艺排放污染物中属于浓度最高、色度最深的废液，统称为黑液[2]，占造纸行业废水总排放量的90.0%[3]。
黑液含有大量的木质素、半纤维素、色素、糖类、残碱及其他溶出物，具有色度大、味臭、碱度大和有机物含量高等特点，是一种很难治理的环境污染物[4]。
本文综述了造纸黑液的处理技术、工艺及其优缺点，特别是针对草浆黑液的特点，提出了资源化处理的新思路。
1 造纸黑液处理技术简介20纪70年代，汤姆林森发明并设计了黑液碱回收锅炉，生产的蒸汽和碱被回收并用于造纸流程，该设备成为制浆厂回收黑液中热能和化学品的主要设备。
《双酶法液化技术》课件
❖淀粉的糊化与老化
糊化
• ❖糊化温度：淀粉颗粒开始膨胀，偏光十字消失，体积增大数倍，晶体结构 消失，变成糊状液体的温度。互相接触变成糊状液体，即使停止搅拌，淀粉 也不会再沉淀的现象。
❖糊化过程：不同淀粉的糊化温度是不同的。P72
预糊化→糊化→溶解
由于淀粉颗粒的结晶性结构对酶作用的抵 抗力非常强,不能使淀粉酶直接作用于淀粉,而 需要先加热淀粉乳,使淀粉颗粒吸水膨胀、糊 化，破坏其《结双晶酶法性液的化结技术构》。
《双酶法液化技术》
液化方法的选择
催化剂
酸解
酸法
酸酶催化 酸酶法
酶催化
酶法
水解动力
机械力
机械液化法
间隙液化法（直接升温法）
升温方式不同 加酶方式不同 酶耐温性不同
半连续液化法（高温法、喷淋法）
喷射器型式 喷射液化法
高压蒸汽喷射液化法 低压蒸汽喷射液化法
一次加酶法
二次加酶法
三次加酶法
中温酶法 高温酶法
复合低聚糖
有机酸、有色物质等
《双酶法液化技术》
●葡萄糖对淀粉的理论转化率（P92）
（C6H10O5）n + n H2O = n（C6H12O6）
162.14
ห้องสมุดไป่ตู้
18.02 180.16
●淀粉产生葡萄糖的理论转化率为：
18.10610% 011% 1 16.124
《双酶法液化技术》
❖ 检测内容
● 葡萄糖含量 ● DE值
❖连消器设备工艺图
温度计
出料 保温罐
蒸汽
《双酶法液化技术》
自控 装置
进料
❖喷射式连续液化
喷射式液化是指料液与蒸汽的混合是 通过喷射器在微湍流的状态下完成的, 所以比起其他形式的混合效果就更加完 全,更均匀.
页岩油工艺技术
页岩油工艺技术页岩油是一种石油资源，主要由有机质与无机质组成，具有高含硫量和高温粘度高的特点。
传统的石油开采工艺难以有效地开发页岩油资源，因此需要开发新的工艺技术。
页岩油工艺技术是一种将页岩油转化为可用石油产品的工艺过程。
目前，主流的页岩油工艺技术主要包括热解和水热裂解两种方法。
热解是通过高温加热将页岩油转化为石油产品的一种方法。
这种工艺技术主要应用于页岩油中的有机质。
在热解过程中，页岩油中的有机质分子会被加热并分解为低分子量的石油产品，如汽油、柴油和液化石油气。
热解工艺技术具有高转化率和高产油率的优点，但同时也面临着设备高温高压和环境污染等问题。
水热裂解是另一种将页岩油转化为石油产品的方法。
这种工艺技术主要应用于页岩油中的无机质。
在水热裂解过程中，页岩油被加热并与水反应，产生大量的热量和压力。
随后，经过一系列化学反应，页岩油中的无机质被转化为可用的石油产品。
水热裂解工艺技术具有较低的温度和较高的转化率，同时也可以降低环境污染。
除了热解和水热裂解这两种方法，还有其他一些辅助工艺技术可以提高页岩油的开采效率。
例如，在页岩油开采过程中，可以使用水力压裂技术来提高页岩储层的渗流能力，从而增加石油产量。
此外，还可以利用化学物质，如表面活性剂和聚合物，来改善页岩油的流动性，使其更容易开采。
总之，页岩油工艺技术是一种将页岩油转化为可用石油产品的工艺过程。
目前主要的工艺技术包括热解和水热裂解，这些技术可以提高页岩油的开采效率，并减少对环境的影响。
此外，辅助工艺技术如水力压裂和化学处理也可以进一步提高开采效率。
未来，随着科技的不断进步，更多的创新工艺技术将被引入到页岩油开采中，进一步提高资源利用率和环境保护水平。
抗生素菌渣处置方法综述
图1 抗生素菌渣有害物质的循环
3 抗生素菌渣的处置及资源化利用现状
2002年，国家明令禁止将抗生素菌渣作为蛋白饲料原料和动物饲料药用添加剂。
这就造成抗生素菌渣的处理问题变得十分严峻。
目前，国内对抗生素菌渣的无害化处理和资源化利用尚处于研究阶段，国外也并无成熟的可借鉴技术。
3.1 焚烧技术
抗生素菌渣的焚烧处置技术是将废物完全处置的
1 200℃的反应条件下，于焚烧炉内进行氧化燃烧，最终反应生成小
气体。
因此，该技术是一种可同时实现废物无害化、减量化和资源化的处理处置技术。
美国、欧盟等发达经济体对于制药产业生成的类似产物大多采用焚烧法进行处置。
抗生素菌渣焚烧处理装置在我国华药集团、石药集团等大型制药企业也得到了相应的利用。
焚烧能用较短的时间大幅度降低抗生素菌渣的总量，处理过后，抗生素菌渣的体积
5%，除此之外，焚烧法还可以直接将菌渣中的有害物质完全消除，同时得到热量。
焚烧法的缺点是需要对样品进行干化预处理，但是抗生素
80%），热值也很低，因此不能作为独立燃烧物，需要外加燃料，这大大增加
菌渣大约需
解液化过程，在生物质热解液化过程中获得最高的生物油产率所需的反应条件包括：极快的加热速率，500℃左右的反应温度，不超过
热解气的快速冷凝与收集等。
为热值较高的热解炭产品，客服生物质原料能量密度低、容易腐烂等缺点。
其中得到的高品质热解炭可以通过活化制取活性炭或者作为烧烤用木炭；品质较差的热解炭直接作为燃料或炭基复合肥基质。
3.3 能源化技术
90%
氧消化处理的方法回收沼气、制作沼肥。
件下对样品进行厌氧消化，这样就可以将菌渣中难以。
水热炭化工艺流程
01
水热炭化技术概述及其重要性
水热炭化技术的定义与原理
• 水热炭化技术是一种在高温高压条件下，利用水热介质对生物质原料进行炭化处理的技术 • 水热介质：水、有机溶剂等 • 炭化过程：将生物质原料中的有机物质转化为炭的过程 • 高温高压条件：温度通常在150-300℃，压力通常在1-10MPa
• 20世纪60年代：美国科学家研究发 现，水热条件下生物质原料的炭化产物 具有高能量密度和良好的稳定性 • 20世纪70年代：日本科学家开始对 水热炭化技术进行深入研究，并将其应 用于生物质能源领域
水热炭化技术在能源领域的应用价值
• 水热炭化技术具有高能量密度、高转化效率和环境友好等优点，在能源领域具有广泛的应用价值 • 高能量密度：水热炭化产物的能量密度远高于传统化石燃料，可作为一种高性能的能源载体 • 高转化效率：水热炭化技术可将生物质原料中的有机物质完全转化为炭，转化效率高 • 环境友好：水热炭化过程中产生的温室气体排放较低，有利于减缓全球气候变化
反应时间对炭化产物性能的影响
反应时间对炭化产物能量密度的影响
• 随着反应时间的延长，炭化产物的能量密度逐渐提高，但当时间达到一定值后，能量密度 的提高幅度减小 • 原因：反应时间延长，有利于生物质原料中的有机物质充分转化为炭，提高产物的能量密 度；但当时间达到一定程度后，过长的反应时间可能导致炭化产物中的不稳定结构增多，影 响产物的能量密度
04
水热炭化技术的优势与挑战
水热炭化技术的优势及其原因
水热炭化技术优势的原因
• 高温高压条件：水热炭化技术在高温高压条件下进行，有利于生物质原料中的有机物质转化为 炭 • 水热介质：水热炭化过程中使用水作为反应介质，有利于生物质原料中的有机物质水解、脱水、 缩合等反应的进行
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
水热液化技术
水热液化技术是一种将有机物通过高压高温下的水热反应转化为可用于生产燃料和化学品的液体能源的技术。
该技术的优点包括可以处理多种废弃物和生物质，同时能够在短时间内转化为高质量的液体燃料。
本文将介绍水热液化技术的原理、应用和前景。
原理：
在水热液化过程中，有机质通过水溶于热水中，在高温下发生裂解、缩合、脱氧等反应，产生液态产品，其中包括生物煤、生物油和生物气。
该技术最适宜的反应条件是：反应温度在240-300℃之间，反应时间为30分钟-1小时，反应压力在5-25 MPa之间。
同时，反应所需的水量大约是有机质的3-4倍。
应用：
水热液化技术在利用生物质转化为能源方面具有广泛的应用前景。
该技术可以处理多种废物，如木材、农作物秸秆、煤炭矸石、纸浆等，还可以处理生物质废弃物，包括动植物油脂、养殖废弃物、城市垃圾等。
液体燃料产品可以用于各种工业应用，如热水供暖、发电厂、汽车燃料等。
此外，还可以生产多种纯化产品，如生物油、生物煤和生物气等化学品。
前景：
随着石油资源的逐渐枯竭，使用水热液化技术生产可再生燃料的需求逐渐增加。
从经济、环境和能源方面来看，水热液化技术将在未来的能源产业中发挥重要作用。
目前，一些国家如美国、澳大利亚和日本等已经开始采用水热液化技术生产生物燃料。
中国也在积极推进该技术，大力开展研发，培育有关产业的发展，推进环境友好型经济的建设。
总的来说，水热液化技术在绿色能源产业的不断发展中具有重要的战略性和前途性。