[發明專利]一種生物質炭

在審

• 申請號: 201711088458.7
• 申請日: 2017-11-08
• 公開（公告）號: CN107603650A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 王宗正
• 申請（專利權）人: 安徽省宗正農業科技開發有限公司
• 主分類號: C10B53/02
• 分類號: C10B53/02;C10B57/00
• 代理公司: 合肥廣源知識產權代理事務所(普通合伙)34129
• 代理人: 付濤

技術領域

本發明屬于秸稈應用技術領域，具體涉及一種生物質炭。

背景技術

我國是秸稈產出大國，農作物秸稈的污染問題一直是困擾農業發展的瓶頸，如秸稈等農業廢棄物在田間焚燒，林業產品加工產生的木屑、鋸末等被直接丟棄，食品加工的殼、皮等被當作垃圾填埋，這不僅污染了環境，還造成了生物質資源的巨大浪費。因此，將生物質原料轉化為生物質炭不僅實現了廢棄資源的高附加值再利用，還滿足了對生物質炭的巨大需求。

生物質炭應用范圍廣，其可以與肥料結合，提高農作物對土壤的肥效吸收效果，也可以進一步加工制成活性炭。

發明內容

本發明的目的是針對現有的問題，提供了一種生物質炭。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種生物質炭，將秸稈進行破碎，將破碎后的秸稈放入尿素溶液中煮沸，然后進行過濾，烘干，得到秸稈碎料，采用二氧化碳將炭化爐中空氣排出，然后在炭化爐中對秸稈碎料進行高溫加熱處理，然后進行氣冷至零下10℃，保溫2小時后，自然恢復至室溫，再與乙醇混合后進行研磨，過濾，過70目篩，干燥至恒重，得到生物質炭。

進一步的，所述秸稈為玉米秸稈與荊條按10:1.5-3.0質量比例混合而成。

進一步的，所述將秸稈進行破碎為將秸稈破碎至1.5cm。

進一步的，所述將破碎后的秸稈放入尿素溶液中煮沸為：將破碎后的秸稈采用100℃水蒸氣熏蒸40min，然后再與質量分數為5%的尿素溶液按250g：800mL的比例混合后，加熱至沸騰，保溫30min，自然冷卻至室溫后，進行過濾。

進一步的，所述烘干為在120℃下烘干至含水率低于10%。

進一步的，所述高溫處理過程為加熱處理分兩次進行，先加熱至300℃，保溫1小時，然后再快速加熱至600℃，保溫30min。

進一步的，所述氣冷為采用溫度為零下10℃的循環氮氣對高溫處理后的秸稈碎料進行冷卻。

進一步的，所述與乙醇混合后進行研磨，研磨時間為2小時，所述乙醇為無水乙醇。

本發明相比現有技術具有以下優點：本發明通過采用玉米秸稈與一定量的荊條混合制成生物質炭，同時通過對工藝參數的優化，能夠使得生物質炭產率得到明顯的提高，通過對秸稈破碎后采用尿素溶液進行浸泡處理，能有效的改善玉米秸稈和荊條組織結構松散程度，有效的提高后續炭化處理的速率和效果，通過在二氧化碳氛圍下進行高溫處理，能夠促進生物質炭中的碳氫鍵，碳氧鍵斷裂，氫和氧從生物質炭中分離出來，生物質炭中的氫氧損失率要大于碳，碳能夠相對富集，同時通過二次升溫作用，能夠促進熱解氣體的二次裂解，且因二次結炭與重聚反應致使生物質炭產量增加，最后再與乙醇進行混合研磨，使得本發明制備的生物質炭保留了明顯的生物組織多孔結構特征，一方面是由于生物質本身的海綿狀結構，另一方面是在農作物秸稈中加入了組織結構更加具有韌性的荊條，能夠促使得在脫水和裂解過程中，水分和揮發逐漸從生物質器官組織表面及內部逸出，形成許多多孔氣泡和氣孔，并且能夠避免常規農作物秸稈單獨制備生物質炭時隨著裂解溫度的提高。

通過本發明制備的生物質炭為基礎加工成的活性炭的吸附效果相較于椰殼活性炭吸附效果高一倍左右，同時，本發明制備的生物質炭能夠在施入土壤中后，能夠增加透氣性，可為土壤中微生物提供生存繁殖的空間，促進養分轉化，并起到改良土壤物理結構的作用，本發明制備的生物質炭，不僅生物質炭產率高，對土壤具有良好的修復效果，并且能夠促進農作物對肥料養分的吸收，促進農作物生長，提高產量。

具體實施方式

實施例1

一種生物質炭，將秸稈進行破碎，將破碎后的秸稈放入尿素溶液中煮沸，然后進行過濾，烘干，得到秸稈碎料，采用二氧化碳將炭化爐中空氣排出，然后在炭化爐中對秸稈碎料進行高溫加熱處理，然后進行氣冷至零下10℃，保溫2小時后，自然恢復至室溫，再與乙醇混合后進行研磨，過濾，過70目篩，干燥至恒重，得到生物質炭。

進一步的，所述秸稈為玉米秸稈與荊條按10:1.5質量比例混合而成。

進一步的，所述將秸稈進行破碎為將秸稈破碎至1.5cm。

進一步的，所述將破碎后的秸稈放入尿素溶液中煮沸為：將破碎后的秸稈采用100℃水蒸氣熏蒸40min，然后再與質量分數為5%的尿素溶液按250g：800mL的比例混合后，加熱至沸騰，保溫30min，自然冷卻至室溫后，進行過濾。

進一步的，所述烘干為在120℃下烘干至含水率低于10%。