[發明專利]可移動的秸稈就近炭化就近還田炭化爐及其制炭方法

無效

• 申請號: 201310339328.1
• 申請日: 2013-08-02
• 公開（公告）號: CN104342176A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 吳植仁;周群龍
• 申請（專利權）人: 寧波互聯聚能環保技術有限公司
• 主分類號: C10B53/02
• 分類號: C10B53/02;C10B57/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明屬于農業機械領域，適用于“生物質”的炭化，特別涉及一種可移動的秸稈炭化就近還田炭化爐及其制炭方法。

背景技術

術語“生物質”包括木本和草本植物的木材、木屑、秸稈、玉米芯、堅果殼、甘蔗渣、菌菇裁培土等廢棄物，也可包括城市有機固廢、污水處理廠的污泥等等含碳物質。術語“生物炭(biochar)”是指以“生物質”為原料，在缺氧條件下經高溫熱解(溫度低于600℃)的固態產物，也可稱為生物黑炭。

據不完全估計全世界年產秸稈近20憶噸，2003年，我國秸稈資源產量達7.9億噸，并每年以0.12億噸的速度穩步增長。我國農村主要有水稻秸稈、小麥秸稈、玉米秸稈，其中玉米秸稈占36.7％，稻草秸稈占27.5％，小麥秸稈占15.2％。

秸稈的資源化利用，既涉及到農村千家萬戶，也涉及到農業生態系統中土壤肥力、水土保持、環境和食品安全以及可持續發展問題，近年來已引起各國普遍關注。歷史上，我國有利用秸稈的優良傳統，農民用秸稈建房蔽日遮雨，燒火做飯，用秸稈養畜積肥還田。但是，隨著傳統農業向現代化農業的轉變，以及經濟社會的發展，農村能源、飼料結構變化，農村勞動力成本上揚，傳統的秸稈利用途徑發生了歷史性轉變。就農民個人而言，就地焚燒是最經濟、方便的處置方法。調查統計表明，在目前石化能源價格和農業勞動力成本條件下，對于收入水平高于1萬元的家庭，焚燒秸稈的行為更為普遍。但是隨之而來環境污染和資源浪費已引起全社會的關注。

秸稈還田是解決秸稈過剩的較好出路之一，但還田成本太高、服務供給不足是秸稈還田沒有大量進行的原因之一。此外，還田秸稈在微生物作用下，同樣也會

產生大量溫室氣體CO₂排放。

秸稈發電是最被看好的秸稈出路之一，我國的秸稈發電剛剛起步，目前仍存在不少問題。如收購、運輸成本高、存貯場地大。同樣也會產生大量溫室氣體CO₂排放。

多年來，化學肥料和農藥的大量施用，使土壤板結質量持續下降，重金屬污染已成為制約農業可持續發展的關鍵。

文獻[1]王萌萌周啟星，生物炭的土壤環境效應及其機制研究，[J]環境化學2013，32(5)；768-780

文獻[2]張文玲，李桂花，高衛東等，生物質炭對土壤性狀和作物產量的影響[J]中國農學通報2009，25(17)；153-157，

總結了近年來生物炭的土壤環境效應方面的研究成果，研究證明：生物炭具有疏松多孔以及巨大的表面積和陽離子交換量，可以改善土壤理化性質，能改善土壤的保濕和透氣性，使作物增產，并能吸附土壤中的污染物，降低其生物有效性和遷移轉化能力；生物炭的堿性對于改良酸性土壤降低土壤中污染物的生物毒性具有很大的潛能；生物炭還可以為微生物提供生長繁殖的場所，有利于對污染物的降解，但同時又可以保護被吸附的有機物免受微生物的降解，對不同微生物影響不同；生物炭還對蚯蚓等土壤有益動物有益。此外，生物炭也能使化肥有緩釋作用，提高施肥效率。

特別是近8年來，應對氣候變化而提出的溫室氣體減排任多日益艱巨，生物炭可能是解決這一問題的有效途徑。最新研究證明；生物炭可增加土壤碳庫并減少溫室氣體的排放。

生物炭還田的碳匯作用可望納入CDM碳交易，按生物炭還田1hm²補償5美元計，1億hm²補償額將達5億美元以上，這對于我國農業發展和農民增收有利。因此，開發秸稈就近處理就近還田，可以在固碳減排、提高土壤肥力提高單產以及農民增收方面收到三贏效果。

有鑒于此，近年來，圍繞生物質炭化技術，國內外提出了多項專利。

國際申請PCT/US2002/020689，美國專利US5,435,983和US5,551,958公開了將生物質原料在高壓封閉的反應器進行炭化，雖然炭的收率較高(干基可達42-62％)，炭化時間短(0.5-1小時)，但構造復雜、投資高，為間隙操作，運行麻煩。

中國專利200320106468.6公開了“環保型秸稈炭化爐”，采用有間隙的吸風罩，漏風嚴重，為間隙操作，爐內煙氣短路，炭化不均勻。

中國專利200620099258.2，公開了“高熱值快速炭化爐”，要采用秸稈壓制成型的棒材，工序多能耗高，且為間隙操作，爐內煙氣短路，炭化不均勻，炭化時間仍高達10小時以上。

中國專利200710086505.4和中國專利201110073104.1公開了兩種炭化爐及其制炭方法，雖然無需將生物質壓制成型，但均為間隙操作，爐內煙氣短路，炭化不均勻，炭化時間長，勞動強度大。