地溝油熱處理無害化技術(shù)專利文獻(xiàn)綜述

鄒鴻 國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作廣東中心

一、引言

地溝油，又稱潲水油、泔水油，其主要來源是餐飲業(yè)廚余殘渣經(jīng)過簡單分離加工而成的廢油，如油炸食品中反復(fù)使用的油，其還包括了劣質(zhì)動物肉類等加工提煉的油，我國地溝油來源廣，數(shù)量大，部分不法分子將回收的餐廚垃圾制取地溝油后，讓地溝油重回餐桌，而經(jīng)過不法途徑回收的“地溝油”中含有大量黃曲霉素、苯、有害細(xì)菌等毒物，人們食用后，會導(dǎo)致或誘導(dǎo)多種潛在慢性疾病的發(fā)生，極大的危害人體健康。地溝油中含有大量油脂，目前無害化的主要技術(shù)有由地溝油制備生物柴油[1]，但是該技術(shù)要求先對地溝油進(jìn)行復(fù)雜的精制處理以滿足酯交換反應(yīng)的要求，地溝油經(jīng)過復(fù)雜的預(yù)處理之后收率低，反應(yīng)中還要用到催化劑，需要面對后續(xù)的催化劑回收問題，預(yù)處理過程中還會產(chǎn)生大量廢水，因此，該技術(shù)的成本較高。而地溝油熱處理無害化技術(shù)，其是將地溝油經(jīng)過一定的升溫處理使其無害化的技術(shù)，無須使用催化劑，不用面對催化劑成本的問題，因此，其是一種很有潛力的地溝油無害化技術(shù)。

二、地溝油熱處理無害化技術(shù)分類

（一）地溝油熱處理前的預(yù)處理分類

滿足一定的熱值要求是地溝油能夠以熱處理無害化的方式來處理的前提，直接收集到的地溝油含有大量固液雜質(zhì)，通常在進(jìn)行熱處理無害化之前需要進(jìn)行一定的預(yù)處理，使得地溝油的熱值增加，更好的符合熱處理的條件，按照是否進(jìn)行預(yù)處理以及預(yù)處理的復(fù)雜程度不同，可分為三類：1）完全沒有預(yù)處理；2）初級預(yù)處理；3）精細(xì)預(yù)處理。

1.完全沒有預(yù)處理

地溝油不經(jīng)預(yù)處理直接進(jìn)行熱處理，此種情況下，一是收集到的地溝油本身含水量較少，如引言中提到的劣質(zhì)動物肉類等加工提煉的油，二是直接和其他高熱值燃料混合后直接進(jìn)行后續(xù)的熱處理，利用少量摻混的方式熱處理無害化地溝油。此種方式的缺點是地溝油來源和處理量受到熱值的限定，不利于大批量處理。

2.初級預(yù)處理

初級預(yù)處理，即簡單預(yù)處理，通常是僅包括沉降分離水的操作[2]，收集到的地溝油經(jīng)過簡單的沉降分離去水后直接用于后續(xù)的熱處理工藝中。

3.精細(xì)預(yù)處理

地溝油的熱值隨著雜質(zhì)的去除是升高的，因此，預(yù)處理成本和地溝油熱值提高的矛盾需要不斷的去調(diào)和。精細(xì)預(yù)處理就是犧牲了預(yù)處理成本的情況下獲得較高熱值的地溝油。使得地溝油更加適于后續(xù)的熱處理工藝。典型的精細(xì)預(yù)處理方式是先從收集到的地溝油中分離較大的雜質(zhì)，然后進(jìn)行沉降分離，除去大部分水分，再二次沉降，繼續(xù)分離水分，再送入間歇式中和脫酸反應(yīng)器中進(jìn)行間歇式中和脫酸反應(yīng)處理，再靜置油水分離，使得酸值和水值均降至一定含量[3]。此時經(jīng)過精制預(yù)處理的地溝油熱值已經(jīng)較高，且流動性較好，可以單獨通入燃燒器中噴射燃燒。

（二）熱處理技術(shù)分類

地溝油的熱處理方式可以根據(jù)熱處理過程中氧氣需要量的不同主要分為四類：1）熱解/裂解；2）氣化；3）直接焚燒；4）氣化-燃燒。

1.熱解/裂解

地溝油的熱解/裂解反應(yīng)通常是在無氧或少量氧氣參與的條件下進(jìn)行，并需要和其他燃料摻混進(jìn)行，典型的地溝油的熱解/裂解技術(shù)是將未經(jīng)預(yù)處理的地溝油和秸稈等農(nóng)林廢棄物摻混后送入裂解爐無氧裂解，生成高熱值可燃燃?xì)夂徒固浚瑹崃呀獾臏囟仍?00℃左右[4]，裂解溫度可以根據(jù)需要的產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)節(jié)，若期望多獲得熱解氣體，而不是固體焦炭時，可適量提高熱解溫度。

2.氣化

地溝油氣化工藝是在氣化爐內(nèi)通過比熱解/裂解反應(yīng)需要的氧氣更多的氧氣，但是，氧氣的含量又不足以支撐燃料的完全燃燒的狀態(tài)，從而使得地溝油中的C 向可燃?xì)怏wCH4、CO 轉(zhuǎn)化[5-6]，氣化溫度范圍一般在900℃左右，可以根據(jù)氣化程度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

3.直接焚燒

地溝油的直接焚燒是在焚燒裝置中通入足量的氧氣使得地溝油高溫分解，典型的直接焚燒工藝是將廢油脂在預(yù)處理裝置中經(jīng)過專用的壓濾、脫水、除雜質(zhì)設(shè)備處理后，作為廉價燃料輸入廢油脂燃燒裝置[7]，此過程也通常需要和其他燃料摻混，地溝油僅是起到輔助燃燒的作用。

4.熱解/氣化-燃燒

該熱處理方式是將熱解或氣化過程中獲得的高熱值可燃?xì)怏w或者是固體焦炭通過充分燃燒的方式再利用，前半段是缺氧或少氧的熱解/氣化過程，后半段是氧氣充足的完全燃燒過程[8]，該熱處理方式適合大量地溝油的處理。

三、結(jié)語

通過本文綜述可知，地溝油的熱處理無害化技術(shù)主要集中在熱解/裂解、氣化、直接焚燒以及熱解/氣化-燃燒上，熱處理過程中通常需要和其他燃料摻混，主要原因是地溝油的品質(zhì)和其他專門燃油的差別，地溝油預(yù)處理上的成本還是比較高，因此，如何調(diào)和預(yù)處理成本和地溝油熱值之間的矛盾是地溝油熱處理無害化技術(shù)的發(fā)展關(guān)鍵，企業(yè)或個人應(yīng)當(dāng)不斷針對此技術(shù)瓶頸進(jìn)行創(chuàng)新。