一种使用玉米秸秆生产生物碳的方法技术

本发明专利技术涉及一种使用玉米秸秆生产生物碳的方法，包括以下步骤：（1）、将玉米秸秆破碎成80目的粉末，密封发酵2-3天；（2）、将步骤（1）发酵好的玉米秸秆使用清水洗涤，然后使用酸液浸泡；（3）、将浸泡后的秸秆粉末使用压滤机压滤，去除多于的酸液，然后将秸秆粉末使用清水清洗，使用压滤机压出水分，将上述压出的酸液与水分合并蒸煮，得到固体物，将固体物与秸秆粉末混合，得到混合粉；（4）、将混合粉在氮气保护下烘干，然后与甲硅烷按重量比60:1进行混合，混合后将混合粉在氮气保护下500℃进行碳化处理，在加热过程中，在加热至320℃后，升温幅度调整为1.5℃/min。可以提升碳化的效率，还可以提升生物碳的空隙率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于材料制备领域，具体涉及一种使用玉米秸杆生产生物碳的方法。
技术介绍
生物碳不仅可以大幅提高土壤肥力，在贫瘠的土壤上培育出肥沃的高碳库土壤， 最直接的效应就是明显提高农作物产量和品质，还可以间接地减少化肥、农药等化学品的 施用量。最关键是把碳有效地吸附固化在生物碳中间，减少了温室气体的排放，以及对石油 制品的依赖。目前已知一吨生物质可以固定〇. 726吨二氧化碳。 但是现在生物碳加工时，碳化率不高，往往在40%以下，同时，而且秸杆碳化后的 生物碳较松散，不方便使用，若是加工成型后进行挤压，会进一步导致碳碎裂，稳定性不高， 现有方法制备的生物碳的空隙率较低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种使用玉米秸杆生产生物碳的方法，提升了活性炭的空隙 率，提升了吸附性能。 本专利技术通过以下技术方案实现： 一种使用玉米秸杆生产生物碳的方法，包括以下步骤： (1 )、将玉米秸杆破碎成80目的粉末，将玉米秸杆加水使其含水量为50-60%，密封发酵 2-3 天； (2) 、将步骤（1)发酵好的玉米秸杆使用清水洗涤，然后使用压滤机压去其中的水分，将 秸杆粉使用单宁酸、甲酸、水按重量比4:10:10的比例配制的酸液在55-60°C下浸泡，浸泡 过程中不断进行搅拌； (3) 、将浸泡后的秸杆粉末使用压滤机压滤，去除多于的酸液，然后将秸杆粉末使用清 水清洗，使用压滤机压出水分，将上述压出的酸液与水分合并蒸煮，得到固体物，将固体物 与秸杆粉末混合，得到混合粉； (4) 、将混合粉在氮气保护下烘干，然后与甲硅烷按重量比60:1进行混合，混合后将混 合粉在氮气保护下500°C进行碳化处理，在加热过程中，在加热至320°C后，升温幅度调整 为 I. 5°C /min〇 在碳化处理过程中，使用挤压机对原料进行挤压，挤压时对原料的挤压的压强为 l-3MPa，在处理时挤压的压强逐渐增大，压强增幅为0. 2MPa/min。 本专利技术的有益效果：本专利技术通过在碳化处理前，将植物秸杆进行发酵处理，然后使 用混合酸液进行浸泡处理，使纤维素、木质素等进行分离活化，使植物纤维间的空隙增大， 同时将植物秸杆中的低聚的糖类分离后再进行混合，可以提升碳化的效率，还可以提升生 物碳的空隙率；在碳化过程中鼓入氮气，可以使热量循环，并且使植物秸杆受热更均匀，热 量利用率更高。在加热及碳化处理时，加入少量的碳粉，可以提升秸杆碳化的速度，有利于 更成分的均匀分散，使用本专利技术的方法生产生物碳植物秸杆的碳化率可达到62%以上，同 时使用本专利技术的方法制备的生物碳的比表面积为1920m2 /克，相对于常规活性炭提升25% 以上。而且空隙中微孔的比例达到92%以上，吸附效果明显提升。 在碳化时加入甲硅烷，甲硅烷在高温下分解，产生气体，使产出的生物碳空隙率更 高。同时，在生物碳中残留少量的硅，提高生物碳的强度。而且在碱性溶液中大大提升生物 碳的吸附性能，对多种重金属离子吸附率达到95%以上，而且使有机碳在高温处理后可以 重复利用。 使用本专利技术的方法进行挤压生产的生物碳为块状，在碳化处理进行几分钟后进行 挤压，既不会减缓碳化的速度，又可以使挤压后的生物碳稳定性相对于生物碳制成后更高， 不松散，而且经过此方法处理的生物碳具有很高的吸附性能。【具体实施方式】 实施例1 一种使用玉米秸杆生产生物碳的方法，包括以下步骤： (1 )、将玉米秸杆破碎成80目的粉末，将玉米秸杆加水使其含水量为50-60%，密封发酵 2-3 天； (2)、将步骤（1)发酵好的玉米秸杆使用清水洗涤，然后使用压滤机压去其中的水分，将 秸杆粉使用单宁酸、甲酸、水按重量比4:10:10的比例配制的酸液在55-60°C下浸泡，浸泡 过程中不断进行搅拌；使用此配制的酸液进行处理，其处理后的秸杆的碳化率明显提升，而 且处理后制得的生物碳的空隙率更高，此配比主要针对玉米秸杆，效果相对于其他秸杆效 果更好，可以提升空隙中微孔的比例。 (3)、将浸泡后的秸杆粉末使用压滤机压滤，去除多于的酸液，然后将秸杆粉末使 用清水清洗，使用压滤机压出水分，将上述压出的酸液与水分合并蒸煮，得到固体物，将固 体物与秸杆粉末混合，得到混合粉； (4)、将混合粉在氮气保护下烘干，然后与甲硅烷按重量比60:1进行混合，混合后将混 合粉在氮气保护下500°C进行碳化处理，在加热过程中，在加热至320°C后，升温幅度调整 为 I. 5°C /min〇 实施例2 在碳化处理过程中，使用挤压机对原料进行挤压，挤压时对原料的挤压的压强为 l-3MPa，在处理时挤压的压强逐渐增大，压强增幅为0. 2MPa/min。其他步骤同实施例1。 表1为使用各实施例方法制备的生物碳对污染物的吸收率：由表1可知，本专利技术方法制备的生物碳的吸附力相对于现有的活性炭有明显提升，尤 其对铅的吸收率明显提升。【主权项】1. 一种使用玉米秸杆生产生物碳的方法，其特征在于，包括以下步骤： (1 )、将玉米秸杆破碎成80目的粉末，将玉米秸杆加水使其含水量为50-60%，密封发酵 2-3 天； (2) 、将步骤（1)发酵好的玉米秸杆使用清水洗涤，然后使用压滤机压去其中的水分，将 秸杆粉使用单宁酸、甲酸、水按重量比4:10:10的比例配制的酸液在55-60°C下浸泡，浸泡 过程中不断进行搅拌； (3) 、将浸泡后的秸杆粉末使用压滤机压滤，去除多于的酸液，然后将秸杆粉末使用清 水清洗，使用压滤机压出水分，将上述压出的酸液与水分合并蒸煮，得到固体物，将固体物 与秸杆粉末混合，得到混合粉； (4) 、将混合粉在氮气保护下烘干，然后与甲硅烷按重量比60:1进行混合，混合后将混 合粉在氮气保护下500°C进行碳化处理，在加热过程中，在加热至320°C后，升温幅度调整 为 I. 5°C /min〇2. 根据权利要求1所述的一种玉米秸杆生产生物碳的方法，其特征在于：在碳化处理 过程中，使用挤压机对原料进行挤压，挤压时对原料的挤压的压强为4MPa，在处理时挤压的 压强逐渐增大至4 MPa，压强增幅为0. 2MPa/min。【专利摘要】本专利技术涉及，包括以下步骤：（1）、将玉米秸秆破碎成80目的粉末，密封发酵2-3天；（2）、将步骤（1）发酵好的玉米秸秆使用清水洗涤，然后使用酸液浸泡；（3）、将浸泡后的秸秆粉末使用压滤机压滤，去除多于的酸液，然后将秸秆粉末使用清水清洗，使用压滤机压出水分，将上述压出的酸液与水分合并蒸煮，得到固体物，将固体物与秸秆粉末混合，得到混合粉；（4）、将混合粉在氮气保护下烘干，然后与甲硅烷按重量比60:1进行混合，混合后将混合粉在氮气保护下500℃进行碳化处理，在加热过程中，在加热至320℃后，升温幅度调整为1.5℃/min。可以提升碳化的效率，还可以提升生物碳的空隙率。【IPC分类】B01J20/20, B01J20/30【公开号】CN104998616【申请号】CN201510403350【专利技术人】王培武 【申请人】全椒盛源生物质能源有限公司【公开日】2015年10月28日【申请日】2015年7月11日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用玉米秸秆生产生物碳的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）、将玉米秸秆破碎成80目的粉末，将玉米秸秆加水使其含水量为50‑60%，密封发酵2‑3天；（2）、将步骤（1）发酵好的玉米秸秆使用清水洗涤，然后使用压滤机压去其中的水分，将秸秆粉使用单宁酸、甲酸、水按重量比4:10:10的比例配制的酸液在55‑60℃下浸泡，浸泡过程中不断进行搅拌；（3）、将浸泡后的秸秆粉末使用压滤机压滤，去除多于的酸液，然后将秸秆粉末使用清水清洗，使用压滤机压出水分，将上述压出的酸液与水分合并蒸煮，得到固体物，将固体物与秸秆粉末混合，得到混合粉；（4）、将混合粉在氮气保护下烘干，然后与甲硅烷按重量比60:1进行混合，混合后将混合粉在氮气保护下500℃进行碳化处理，在加热过程中，在加热至320℃后，升温幅度调整为1.5℃/min。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王培武，
申请(专利权)人：全椒盛源生物质能源有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34