超富集植物收獲物“水熱液化”脫除重金屬及生物油轉(zhuǎn)化研究.pdf

1、超富集植物修復(fù)有害重金屬污染土壤逐漸成為土壤污染治理的主要途徑之一。隨著重金屬污染土壤的植物修復(fù)技術(shù)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化實(shí)施階段，植物修復(fù)產(chǎn)物的后處理問題變得越來越突出。目前的處理方法存在“二次污染環(huán)境、重金屬分離率低、能源化利用率不高”等缺點(diǎn)，尚未形成一種減量化、無害化及全量資源化利用的共性技術(shù)。本文開展了重金屬超富集植物莖葉收獲物“水熱液化”處理工藝和動(dòng)力學(xué)研究，以達(dá)到重金屬超富集植物收獲物無害化、資源化、能源化利用的目的。
　　論文對

2、蜈蚣草莖葉收獲物“水熱液化”處理開展了動(dòng)力學(xué)研究，在無催化劑、水熱反應(yīng)溫度為360℃、373℃、385℃，反應(yīng)時(shí)間從5 min至120 min條件下在超（亞）臨界水中水解轉(zhuǎn)化為生物油分子和重金屬離子分離試驗(yàn)，獲得了反應(yīng)活化能和反應(yīng)級數(shù)，建立了動(dòng)力學(xué)方程。
　　以重金屬超富集植物蜈蚣草、垂序商陸、東南景天莖葉收獲物為研究對象，以實(shí)現(xiàn)其中重金屬高效分離及生物油轉(zhuǎn)化為目標(biāo)，開展了超富集植物“水熱液化”后處理工藝研究。首先研究蜈蚣草，考察

3、了粒度、溫度、固液比、壓強(qiáng)、反應(yīng)時(shí)間和催化劑等工藝參數(shù)對超富集植物蜈蚣草莖葉收獲物中重金屬分離和生物油轉(zhuǎn)化的影響。結(jié)果表明:在粒度為75μm、液固比為40∶1、壓強(qiáng)為23MPa、溫度為380℃、反應(yīng)時(shí)間為30min、催化劑為0.1mol/L K2CO3條件下可將蜈蚣草莖葉中99％以上的主要重金屬分離到水溶液中、83.76％的生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成粗生物油。生物油經(jīng)GC-MS等測定表明其主要由11.81％苯類、42.85％的酮類、14.7％醇類、1

4、5.28％烯類及11.8％酯類組成，相對分子量分布為94～282，碳數(shù)分布為6～18，熱值32.72 MJ/Kg。
　　其次開展了垂序商陸莖葉收獲物“水熱液化”后處理工藝研究，考察了溫度、固液比及催化劑等顯著因素對垂序商陸莖葉中重金屬分離和生物油轉(zhuǎn)化的影響。研究表明，在粒度為75μm、液固比為13.3∶1、壓強(qiáng)為23 MPa、溫度為373℃、反應(yīng)時(shí)間為30 min、催化劑為0.1mol/L K2CO3條件下可將垂序商陸莖葉中97％

5、以上的主要重金屬分離到水溶液中、86.24％的生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成粗生物油;“水熱液化”處理濕垂序商陸效果更好。最后采用最佳工藝條件對超富集植物東南景天莖葉收獲物進(jìn)行“水熱液化”試驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果表明，在此條件下，可將東南景天莖葉中97％以上的主要重金屬分離到水溶液中、89.61％的生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成粗生物油。
　　重金屬超富集植物莖葉收獲物經(jīng)“水熱液化”處理，可以將絕大部分有害重金屬分離到水溶液中，獲得的生物油成分復(fù)雜，主要含有苯類、酮類、酚類、