[發明專利]一種柱塞擠壓法制備的生物炭及其制備方法

在審

• 申請號: 201810867426.5
• 申請日: 2018-08-01
• 公開（公告）號: CN109019555A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 曾廣勝
• 申請（專利權）人: 湖南工業大學
• 主分類號: C01B32/05
• 分類號: C01B32/05;B01J20/20
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 任重;馮振寧

本發明提供一種柱塞擠壓法制備的生物炭及其制備方法，所述生物炭由以下組分制成：植物纖維、蔗糖、米糠和淀粉，所述蔗糖加入量為植物纖維質量的1~3%，所述米糠加入量為植物纖維質量的1~3%，所述淀粉加入量為植物纖維質量的1~3%，所述植物纖維為禾本科植物纖維。本發明開創性地以稻草、秸稈等農林廢棄物為原料，與淀粉混合均勻后，配合使用米糠和蔗糖，科學合理設計配方，在柱塞式擠壓炭化裝置中進行炭化處理，不但使農林廢棄物得到合理的資源化利用，而且本發明提供的方法工藝簡單、生產效率高。

技術領域

本發明屬于生物質資源化利用領域，更具體地，涉及一種柱塞擠壓法制備的生物炭及其制備方法。

背景技術

我國作為一個農業大國，每年都會產生大量的秸稈、稻草等農林廢棄物。然而，大量農林廢棄物并沒有得到有效利用，而是堆積在田間地頭占據大量的土地資源，或者直接焚燒，產生大量溫室氣體，對大氣環境造成較大的破壞。

生物炭是生物有機材料在缺氧或絕氧環境中，經高溫熱裂解后生成的固態產物。既可作為高品質能源、土壤改良劑，也可作為還原劑、肥料緩釋載體及二氧化碳封存劑等，已廣泛應用于固碳減排、水源凈化、重金屬吸附和土壤改良等，可在一定程度上為氣候變化、環境污染和土壤功能退化等全球關切的熱點問題提供解決方案。在污水凈化、人畜糞便處理等領域，我國每年需要大量高吸附性能的生物炭，而秸稈、稻草等農林廢棄物是一種很好的生物炭材料來源。

因此，合理利用秸稈、稻草等農林廢棄物資源制備高吸附性能并且性能穩定的生物炭材料具有重要意義。

發明內容

本發明針對現有技術中生物炭材料及制備技術的不足，提供一種柱塞擠壓法制備的生物炭。該生物炭材料具有活性好、吸附性能高和抗壓強度佳的特點。

本發明要解決的另一技術問題是提供上述生物炭的制備方法。該方法將秸稈、稻草等農林廢棄物通過柱塞式擠壓制備成高吸附性能生物炭材料，不但實現農林廢棄物等生物質資源的合理化利用，而且該方法還具備工藝簡單，生產效率高等優點。

本發明還一要解決的技術問題是提供實現上述制備方法的柱塞式擠壓炭化裝置。該炭化裝置具備結構簡單，受熱均勻和環保節能的優點，解決了生物炭制備效率低，污染環境的問題

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種柱塞擠壓法制備的生物炭，由以下組分制成：植物纖維、蔗糖、米糠和淀粉，所述蔗糖加入量為植物纖維質量的1～3％，所述米糠加入量為植物纖維質量的1～3％，所述淀粉加入量為植物纖維質量的1～3％，所述植物纖維為禾本科植物纖維。

進一步地，所述生物炭由以下組分制成：植物纖維、蔗糖、米糠和淀粉，所述蔗糖加入量為植物纖維質量的1～2％，所述米糠加入量為植物纖維質量的1～2％，所述淀粉加入量為植物纖維質量的1～2％。

更進一步地，所述禾本科植物纖維為稻草、秸稈中任意一種。

更進一步地，所述淀粉為玉米淀粉、木薯淀粉、馬鈴薯淀粉或小麥淀粉中任意一種。

本發明以植物纖維為原料，配合加入淀粉、米糠和蔗糖，科學合理設計配方，在該配方下制備的生物炭對多種類型物質均具有很好的吸附效果，尤其是對大尺寸固體渣、分子、離子級鹽、微生物等的吸附作用，生物炭的力學性能和吸附性能好；本發明在植物纖維中加入淀粉混勻后共炭化，淀粉在炭化過程中膨脹，能夠形成30倍以上的輕質生物炭，進一步提高材料最終吸附性能。

一種上述柱塞擠壓法制備的生物炭的制備方法，具體包括以下步驟：

S1.將植物纖維進行預處理，待用；

S2.在步驟S1中得到的植物纖維中加入淀粉、米糠和蔗糖，混合均勻；

S3.將步驟S2得到的混合物在一定條件下進行炭化處理后，即得到生物炭；