[发明专利]一种自由基处理纸浆黑液废渣制绿色燃料的方法及其电催化反应装置

摘要

本发明提出了一种应用自由基处理高浓度纸浆黑液废渣制绿色燃料的方法和实施该方法的电催化反应装置。该方法的特征在于用电化学水合质子反应釜和引发剂存在的条件下，循环产生稳定性好，得率高的羟基自由基(·OH)、超氧阴离子自由基()、氮氧自由基(NO、NO₂)和活性氧(¹O₂、H₂O₂)等，在电催化反应釜中与木素、纤维素、半纤维素等高分子化合物进行自由基链反应，经电解还原，分离脱水直接制得由醇、酚、醚构成的绿色燃料。本发明工艺简单，设备投资与运行成本较低，既可节约资源，变废为宝，又可有效解决造纸行业黑液及废渣对环境的污染，对资源能源和环境保护具有重大的现实意义。

主权项

1、一种应用自由基处理高浓度纸浆黑液废渣制绿色燃料的方法和实施该方法的电催化反应装置，包括以下步骤：高浓度造纸黑液(CODCr低于180000mg/L的需进行浓缩处理)和制浆废渣通过加料口注入由特殊钢材制备的电化学水合质子反应釜，用高频磁电加热套管进行升温，启动搅拌装置，将活性氧发生器产生的复合氧或压缩空气经过气体增压泵增压后从反应釜下部通入反应釜内，同时开启电催化反应装置，使釜内的尺寸稳定阳极与阴极在水中产生稳定性好、得率高的羟基自由基(·OH)、超氧阴离子自由基(O2 -/HOO·)、氮氧自由基(NO、NO2)和活性氧(1O2、H2O2)等，与木素、纤维素、半纤维素等高分子化合物进行自由基链反应。氧稳定剂及其它添加剂可以用高压柱塞泵加入也可随造纸黑液和废渣通过反应釜的加料口加入，反应温度控制在100～300℃，反应压力为0.1～10MPa，调节反应时间、电催化条件，应用添加剂调节废水的PH值、电导率、Fe2+含量等，造纸黑液和废渣中的主要成分木素、纤维素和半纤维素等高分子材料可被充分氧化分解，生成以烯烃、醛、酮和羧酸为主的小分子化合物，氧化反应产生的热量用于系统自热或通过热交换系统进行回收利用。自由基链反应基本结束后改变电催化体系的电极极性、电压、电流等条件，用强释氢超电极电解还原的方法对部分降解产物进行还原，还原结束后对产物进行固液分离及脱水提纯，得由醇、酚、醚、烯烃等组成的混合绿色燃料。