一种提高生物炭得率的制备方法技术

本发明专利技术主要涉及生物炭加工技术领域，公开了一种提高生物炭得率的制备方法，包括：发酵、干燥、一次炭化、二次炭化、包装；本发明专利技术提供的提高生物炭得率的制备方法，方法简单，使得到的生物炭疏松多孔，结构均匀，得率为86.9%，明显降低了生物炭的生产成本；将生物原料粉碎后加入EM菌进行发酵，能够分解生物原料中的蛋白质和脂肪等大分子成分，减少炭化过程中产生的焦油和合成气，发酵后将发酵料进行冷冻干燥，初步减少水分后喷洒亚硒酸钠溶液，继续进行冷冻干燥，增加生物原料的疏松多孔结构，利于热量传递，缩短炭化时间，节约能源，同时亚硒酸钠熔融后覆盖于生物原料表面，能够减少合成气的产生，提高生物炭得率。

【技术实现步骤摘要】
一种提高生物炭得率的制备方法
本专利技术主要涉及生物炭加工
，尤其涉及一种提高生物炭得率的制备方法。
技术介绍
生物炭是生物有机材料（生物质）在缺氧或绝氧环境中，经高温热裂解后生成的固态产物，既可作为高品质能源、土壤改良剂，也可作为还原剂、肥料缓释载体及二氧化碳封存剂等，已广泛应用于固碳减排、水源净化、重金属吸附和土壤改良等，可在一定程度上为气候变化、环境污染和土壤功能退化等全球关切的热点问题提供解决方案。但是目前生物炭的制备方法中快速高温分解能够得到20%的生物炭、20%的合成气和60%的生物油，而慢速高温分解可以产生50%的木炭和少量的油，但是这两种方法得到的生物炭含量都较少，现有专利文件CN104371748A公开的一种高得率生物炭的制备方法，但是得率最高只能达到58wt％，并不能显著提高生物炭的得率，并且需要的成本较高，使生物炭的规模制备较为困难，因此需要一种提高生物炭得率的制备方法。
技术实现思路
为了弥补已有技术的缺陷，本专利技术的目的是提供一种提高生物炭得率的制备方法。一种提高生物炭得率的制备方法，包括以下步骤：（1）发酵：将生物原料粉碎，调节含水量为60~70%，加入EM菌，搅拌均匀，于30~32℃发酵2~3天，能够分解生物原料中的蛋白质和脂肪等大分子成分，减少炭化过程中产生的焦油和合成气，得发酵料；（2）干燥：将发酵料冷冻干燥至含水量为12~16%，均匀喷洒质量百分浓度为0.11~0.15%的亚硒酸钠溶液，喷洒量是生物原料重量的20~25%，继续冷冻干燥至无水分，增加生物原料的疏松多孔结构，利于热量传递，缩短炭化时间，节约能源，同时亚硒酸钠熔融后覆盖于生物原料表面，能够减少合成气的产生，提高生物炭得率，得干燥料；（3）一次炭化：将干燥料置于炭化炉中，通入氮气，以1~2℃/分钟的速度进行加热，使炭化炉底部的温度升高至320~360℃，保温50~70分钟，自然降温至130~180℃，使生物原料表面进行缓慢炭化，并使生物原料内部的水分缓慢挥发，避免生物原料内部残留的水分快速升温而产生大量焦油，得一次炭化料；（4）二次炭化：将一次炭化料以4~5℃/分钟的速度加热至520~570℃，保温20~30分钟，使生物原料的中心温度迅速提高，固化内部的网状结构，使生物炭的孔隙细密均匀，提高生物炭的应用效果，以2~3℃/分钟的速度降温至240~290℃，保温1~2小时，自然降温，使生物炭充分吸收炭化炉内产生的少量焦油和合成气，高温缓慢转化为固体结构，提高生物炭的得率，得二次炭化料；（5）包装：收集炭化炉内的残渣，进行粉碎或造粒，包装，得生物炭。所述步骤（1）的生物原料，为玉米秸秆、棉花秸秆、小麦秸秆、大豆秸秆、蔗渣、落叶、木材中的一种或几种的任意组合。所述步骤（1）的EM菌，加入量为生物原料重量的0.8~1.2%。所述步骤（3）的通入氮气，使氧含量为0~0.7%。本专利技术的优点是：本专利技术提供的提高生物炭得率的制备方法，方法简单，使得到的生物炭疏松多孔，结构均匀，得率为86.9%，明显降低了生物炭的生产成本；将生物原料粉碎后加入EM菌进行发酵，能够分解生物原料中的蛋白质和脂肪等大分子成分，减少炭化过程中产生的焦油和合成气；发酵后将发酵料进行冷冻干燥，初步减少水分后喷洒亚硒酸钠溶液，继续进行冷冻干燥，增加生物原料的疏松多孔结构，利于热量传递，缩短炭化时间，节约能源，同时亚硒酸钠熔融后覆盖于生物原料表面，能够减少合成气的产生，提高生物炭得率；干燥后将原料进行第一次炭化，缓慢升高温度后进行自然降温，使生物原料表面进行缓慢炭化，并使生物原料内部的水分缓慢挥发，避免生物原料内部残留的水分快速升温而产生大量焦油；一次炭化后快速升高温度，并进行短时保温，使生物原料的中心温度迅速提高，固化内部的网状结构，使生物炭的孔隙细密均匀，提高生物炭的应用效果；之后再进行缓慢降温，使生物炭充分吸收炭化炉内产生的少量焦油和合成气，高温缓慢转化为固体结构，提高生物炭的得率，减少生物炭制备过程中的后续环保设施，降低生物炭的生产成本，可进行大规模的工业化生产。具体实施方式下面用具体实施例说明本专利技术。实施例1一种提高生物炭得率的制备方法，包括以下步骤：（1）发酵：将生物原料玉米秸秆粉碎，调节含水量为60%，加入EM菌，加入量为生物原料重量的0.8%，搅拌均匀，于30℃发酵2天，能够分解生物原料中的蛋白质和脂肪等大分子成分，减少炭化过程中产生的焦油和合成气，得发酵料；（2）干燥：将发酵料冷冻干燥至含水量为12~16%，均匀喷洒质量百分浓度为0.11%的亚硒酸钠溶液，喷洒量是生物原料重量的20%，继续冷冻干燥至无水分，增加生物原料的疏松多孔结构，利于热量传递，缩短炭化时间，节约能源，同时亚硒酸钠熔融后覆盖于生物原料表面，能够减少合成气的产生，提高生物炭得率，得干燥料；（3）一次炭化：将干燥料置于炭化炉中，通入氮气，使氧含量为0%，以1℃/分钟的速度进行加热，使炭化炉底部的温度升高至320℃，保温50分钟，自然降温至130℃，使生物原料表面进行缓慢炭化，并使生物原料内部的水分缓慢挥发，避免生物原料内部残留的水分快速升温而产生大量焦油，得一次炭化料；（4）二次炭化：将一次炭化料以4℃/分钟的速度加热至520℃，保温20分钟，使生物原料的中心温度迅速提高，固化内部的网状结构，使生物炭的孔隙细密均匀，提高生物炭的应用效果，以2℃/分钟的速度降温至240℃，保温1小时，自然降温，使生物炭充分吸收炭化炉内产生的少量焦油和合成气，高温缓慢转化为固体结构，提高生物炭的得率，得二次炭化料；（5）包装：收集炭化炉内的残渣，进行粉碎或造粒，包装，得生物炭。实施例2一种提高生物炭得率的制备方法，包括以下步骤：（1）发酵：将生物原料棉花秸秆粉碎，调节含水量为65%，加入EM菌，加入量为生物原料重量的1.0%，搅拌均匀，于31℃发酵3天，能够分解生物原料中的蛋白质和脂肪等大分子成分，减少炭化过程中产生的焦油和合成气，得发酵料；（2）干燥：将发酵料冷冻干燥至含水量为12~16%，均匀喷洒质量百分浓度为0.13%的亚硒酸钠溶液，喷洒量是生物原料重量的23%，继续冷冻干燥至无水分，增加生物原料的疏松多孔结构，利于热量传递，缩短炭化时间，节约能源，同时亚硒酸钠熔融后覆盖于生物原料表面，能够减少合成气的产生，提高生物炭得率，得干燥料；（3）一次炭化：将干燥料置于炭化炉中，通入氮气，使氧含量为0.3%，以1.5℃/分钟的速度进行加热，使炭化炉底部的温度升高至340℃，保温60分钟，自然降温至150℃，使生物原料表面进行缓慢炭化，并使生物原料内部的水分缓慢挥发，避免生物原料内部残留的水分快速升温而产生大量焦油，得一次炭化料；（4）二次炭化：将一次炭化料以4.5℃/分钟的速度加热至540℃，保温25分钟，使生物原料的中心温度迅速提高，固化内部的网状结构，使生物炭的孔隙细密均匀，提高生物炭的应用效果，以2.5℃/分钟的速度降温至260℃，保温1.5小时，自然降温，使生物炭充分吸收炭化炉内产生的少量焦油和合成气，高温缓慢转化为固体结构，提高生物炭的得率，得二次炭化料；（5）包装：收集炭化炉内的残渣，进行粉碎或造粒，包装，得生物炭。实施例3一种提高生物炭得率的制备方法，包括以下步骤：（1）发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高生物炭得率的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）发酵：将生物原料粉碎，调节含水量为60~70%，加入EM菌，搅拌均匀，于30~32℃发酵2~3天，得发酵料；（2）干燥：将发酵料冷冻干燥至含水量为12~16%，均匀喷洒质量百分浓度为0.11~0.15%的亚硒酸钠溶液，喷洒量是生物原料重量的20~25%，继续冷冻干燥至无水分，得干燥料；（3）一次炭化：将干燥料置于炭化炉中，通入氮气，以1~2℃/分钟的速度进行加热，使炭化炉底部的温度升高至320~360℃，保温50~70分钟，自然降温至130~180℃，得一次炭化料；（4）二次炭化：将一次炭化料以4~5℃/分钟的速度加热至520~570℃，保温20~30分钟，以2~3℃/分钟的速度降温至240~290℃，保温1~2小时，自然降温，得二次炭化料；（5）包装：收集炭化炉内的残渣，进行粉碎或造粒，包装，得生物炭。

【技术特征摘要】
1.一种提高生物炭得率的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）发酵：将生物原料粉碎，调节含水量为60~70%，加入EM菌，搅拌均匀，于30~32℃发酵2~3天，得发酵料；（2）干燥：将发酵料冷冻干燥至含水量为12~16%，均匀喷洒质量百分浓度为0.11~0.15%的亚硒酸钠溶液，喷洒量是生物原料重量的20~25%，继续冷冻干燥至无水分，得干燥料；（3）一次炭化：将干燥料置于炭化炉中，通入氮气，以1~2℃/分钟的速度进行加热，使炭化炉底部的温度升高至320~360℃，保温50~70分钟，自然降温至130~180℃，得一次炭化料；（4）二次炭化：将一次炭化料以4~5℃/分钟的速度加热至...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宗正，
申请(专利权)人：安徽省中正农业科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34