[發明專利]生物炭產品及其制造方法

在審

• 申請號: 201680058455.6
• 申請日: 2016-10-06
• 公開（公告）號: CN108138028A
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: 倫納德·埃迪;保羅·提爾戈;赫爾克·比奧克;格雷·雷肯
• 申請（專利權）人: 碳基有限公司
• 主分類號: C09K3/00
• 分類號: C09K3/00;A23K30/00;C09K17/04;C10G25/00;C10G33/04;C10L5/44
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識產權代理有限責任公司 11204
• 代理人: 王達佐;洪欣

產生木炭顆粒或木炭球粒的方法，所述木炭顆粒或木炭球粒使用不同添加劑以作為用于生物炭球粒的粘合劑。所述方法包括產生具有木炭和添加劑的混合物，所述添加劑選自納米晶體纖維素、膨潤土和聚乙酸乙烯酯/硼酸鈉。通過將一種或多種添加劑與木炭混合來產生所述混合物。然后將所述混合物在造粒機裝置中加工。在加工時，用液體噴涂所述混合物的表面。一旦通過所述造粒機裝置轉化成球粒，則通過向所得的球粒施加熱來干燥所述球粒。所述液體可以是水或水與硼酸鈉的溶液。所述木炭球粒在生物柴油制造中用于從生物柴油中去除水和甘油。

技術領域

本發明涉及生物炭或木炭產品以及產生摻有不同添加劑的生物炭產品的方法。

背景

生物炭是高度多孔的碳化材料，其可以在森林燃燒后于土壤中找到。已發現生物炭和其他木炭產品的多孔性為有益微生物提供棲息地，這些有益微生物吸收土壤中的毒素并將有機碎屑轉化成用于新生植物生長的有用材料。

可以通過在缺氧氣氛中燃燒木片和其他纖維素材料以工業規模制備合成性木炭產品和生物炭。特別是，生物炭對土壤具有修復益處，主要是由于土壤含有的木炭的高度多孔性。這些孔能夠吸收有毒金屬并容納以其余有機物為食的有益微生物，留下適于植物生長的土壤。

合成生物炭在全世界被制備和交易。其主要用于土壤修復和改善植物生長。早期制造方法基本上基于制備純木炭的那些方法。原料可以是任何含纖維素的材料，其在缺氧條件下分解產生木炭。木片是優選的。雖然木材中的纖維素在高溫下主要分解成碳和水，但是副反應將一些木炭轉化成生物氣體和生物液體。因為生物炭不是純的木炭，因此其以較低的價格出售。反應副產物進一步降低了價格，因為它們只能作為便宜的燃料銷售。

可以將合成生物炭的顆粒與用于其他農產品(例如植物種子和球狀肥料)的設備一起分布于土壤上。然而，由于生物炭中的木炭是稍微易碎的，因此使用常規農業設備分布會產生有害粉塵，并且損失有用的產品。此外，在加工和分布期間，生物炭的低堆積密度和顆粒尺寸控制的缺乏導致生物炭與植物種子和/或商業肥料的任何共混物的分離。為了克服這個問題，已開發出用惰性陶瓷材料層來保護生物炭顆粒的方法。已發現這種方法使產物分解最小化并增大堆積密度。因為陶瓷涂層需要在高溫下燒結，因此以消耗一些木炭為代價形成不期望的副產物。此外，惰性涂層僅僅碎裂成保留在土壤中的小顆粒。

應注意的是，生物炭還可以用于其他工業中。在加拿大和美國作為運輸燃料出售的生物柴油必須符合嚴格的品質指南(加拿大的CAN/C GSB-3.524-2011和美國的ASTM6751)。生物柴油必須具有低的水含量和甘油含量。通常，在生物柴油的品質足夠用于銷售之前，生物柴油制造商必須使用制造后的干燥劑和吸附樹脂以去除不需要的污染物。這有時被稱為“精制”。基于生物炭的精制劑是有利的，因為其是環境友好的，不同于一些聚合物精制劑。因此，在精制之后，基于生物基質的試劑的處理可以被視為具有較少的負面影響。因為生物炭是多粉塵的并且包含將污染生物柴油的小顆粒，因此使用非球狀生物炭不是從運輸燃料中吸收不需要的液體污染物(例如水)的選擇。然而，如果生物炭被致密化成堅固并且無粉塵的球粒，產品可以用作精制劑，并且不會引入另外的污染物。

因此，如以上所述可以使用的生物炭產品將是有利的。不僅如此，用于產生具有使其用于生物柴油工業的機械性質的這種產品的方法也是有利的和期望的。

概述

本發明提供了用于產生生物炭顆粒或球粒的方法，所述方法使用不同的添加劑作為粘合劑用于生物炭球粒。所述方法包括產生具有生物炭和添加劑的混合物，所述添加劑選自膨潤土粘土、納米晶體纖維素(NCC)、聚乙酸乙烯酯和硼酸鈉。通過使一種或多種添加劑與木炭混合來產生混合物。然后將混合物在造粒機裝置中進行加工。在加工時，用液體噴灑混合物的表面。一旦通過造粒機裝置轉化成球粒，則通過向所得的球粒施加熱來干燥球粒。液體可以是水或水與硼酸鈉的溶液。可選地，可以將聚乙酸乙烯酯溶液添加至混合物中。