一种稻秸秆烘焙耦合水煤浆气化制备土壤改良剂的方法技术

本发明专利技术涉及大宗固废高值化利用技术领域，具体为一种稻秸秆烘焙耦合水煤浆气化制备土壤改良剂的方法；本发明专利技术用烘焙处理后的稻秸秆固体产物部分代替了水煤浆中的煤粉进行制浆，减少了化石燃料的消耗而产生的碳排放；利用烘焙秸秆制备复合型水煤浆并进行气化，得到的气化残渣进行在线活化进行土壤改良，规避了传统粉煤灰土壤改良活性低的问题，同时增加了稻秸秆灰渣的营养组分活性，对大宗固废粉煤灰与生物质电厂灰渣进行了高值利用；本发明专利技术利用废弃的稻秸秆原料进行烘焙预处理，实现资源综合利用，解决废弃物污染问题。制得的土壤改良剂有效硅>20％，水溶性钾的含量>60％，应用于土壤改良重金属吸附脱除率达到95％以上。改良重金属吸附脱除率达到95％以上。

【技术实现步骤摘要】
一种稻秸秆烘焙耦合水煤浆气化制备土壤改良剂的方法


[0001]本专利技术涉及大宗固废高值化利用
，具体为一种稻秸秆烘焙耦合水煤浆气化制备土壤改良剂的方法。

技术介绍

[0002]基于我国以煤为主的能源国情及双碳战略的提出，生物质与煤耦合利用将是生物质大规模消纳的重要方式。然而生物质与煤有着密度的差异、热值的差异、燃点的差异、灰熔融性的差异导致了生物质与煤不能很好地协同利用。水煤浆是一种可以燃烧的黑色浆体，具有良好的流动性和稳定性，便于储存与运输，可雾化燃烧，既是一种燃烧效率高和低污染的洁净能源，也可以与很好地将生物质与煤制成浆体进行更好地协同利用。同时，生物质气化过程中气化温度低，所产生的生物质灰渣中有效营养组分含量低，均为定型的氧化物。而煤气化过程中温度虽高，但不足以将粉煤灰中熔融并使有效营养组分活化，粉煤灰作为土壤改良剂需要进一步活化。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种稻秸秆烘焙耦合水煤浆气化制备土壤改良剂的方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种稻秸秆烘焙耦合水煤浆气化制备土壤改良剂的方法，包括以下步骤：
[0005]S1.收集到稻秸秆，清水洗涤，去除杂质后烘干水分，并将其破碎为粒径在1
‑
10mm的颗粒状稻秸秆，将颗粒状稻秸秆低氧环境下升温至280
‑
320℃，烘焙处理0.5
‑
1h后，收集烘焙产物，并将其球磨至粒径为50
‑
200目，得到烘焙稻秸秆；
[0006]S2.将步骤S1制得的烘焙稻秸秆与煤粉、木制磺酸钠、水混合，机械搅拌混合0.5
‑
1h后，得到复合型水煤浆；
[0007]S3.将步骤S2制得的复合型水煤浆置于氮氧混合氛围中，升温至900
‑
1000℃，气化0
‑
30min后，得到气化残渣，切换气氛为CO2环境气氛，继续活化2.5
‑
3h后，停止加热，冷却至室温，得到所述土壤改良剂。
[0008]进一步的，步骤S1中，所述低氧环境中氧气浓度为0
‑
5％。
[0009]进一步的，步骤S1中，升温时，加热温度为8
‑
10℃/min。
[0010]进一步的，按质量份数计，步骤S2中，所述烘焙秸秆与煤粉、木制磺酸钠、水的质量比为(14
‑
16)：(46
‑
52)：(0.4
‑
0.6)：(33
‑
36)。
[0011]进一步的，步骤S2中，所述煤粉为80
‑
100目煤粉与150
‑
200目煤粉的混合物，其中所述80
‑
100目煤粉与150
‑
200目煤粉的质量比为1：1。
[0012]进一步的，步骤S3中，所述氮氧混合氛围中，氮气与氧气的体积比为(90
‑
95)：
[0013](5
‑
10)，气体流量为80
‑
150mL/min。
[0014]进一步的，步骤S3中，升温时，加热速率为10
‑
15℃/min。
[0015]进一步的，步骤S3中，所述CO2环境中，CO2流量为100
‑
300mL/min。
[0016]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：本专利技术用烘焙处理后的稻秸秆固体产物部分代替了水煤浆中的煤粉进行制浆，减少了化石燃料的消耗而产生的碳排放；利用烘焙秸秆制备复合型水煤浆并进行气化，得到的气化残渣进行在线活化进行土壤改良，规避了传统粉煤灰土壤改良活性低的问题，同时增加了稻秸秆灰渣的营养组分活性，对大宗固废粉煤灰与生物质电厂灰渣进行了高值利用；本专利技术利用废弃的稻秸秆原料进行烘焙预处理，实现资源综合利用，解决废弃物污染问题。制得的土壤改良剂有效硅>20％，水溶性钾的含量>60％，应用于土壤改良重金属吸附脱除率达到95％以上。
具体实施方式
[0017]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]实施例1.
[0019]一种稻秸秆烘焙耦合水煤浆气化制备土壤改良剂的方法，包括以下步骤：
[0020]S1.收集到稻秸秆，清水洗涤，去除杂质后烘干水分，并将其破碎为粒径在1
‑
10mm的颗粒状稻秸秆，将颗粒状稻秸秆放入复合式研磨仪CM100M进行研磨，称取20g研磨后的稻秸秆放进细长的样品管里，采用氮气/氧气＝95：5的体积比作为反应气氛，流量为90ml/min的氛围下,以每分钟10℃的升温速率升温至300℃保持30min，待冷却降温后将烘焙稻秸秆放入行星式球磨机QM
‑
3SP04充分研磨15min，过200目最大孔径为0.075mm的筛子得到烘焙稻秸秆。
[0021]S2.按质量百分比计，将15％的步骤S1制备的200目烘焙稻秸秆与0.5％的木质素磺酸钠、35.5％的去离子水、49％的煤粉混合在一起，在DW
‑
2型多功能电动搅拌器下，以100～200r/min的搅拌速率搅拌20min，静止3min，得到烘焙生物质水煤浆；
[0022]其中，所述煤粉为过100目筛煤粉与过200目筛煤粉的质量比1：1混合物；
[0023]S3.将步骤S2制得的复合型水煤浆在1000℃条件下进行空气气化(氮气/氧气＝80：20)，得到气化灰渣，气化后的灰渣经100mL/min的CO2活化3h，得到的气化灰渣比表面积为123m2/g，制得的土壤改良剂有效硅为20.56％，水溶性钾的含量为60.12％，应用于土壤改良Cr(VI)脱除率达到95.23％。
[0024]实施例2.
[0025]一种稻秸秆烘焙耦合水煤浆气化制备土壤改良剂的方法，包括以下步骤：
[0026]S1.收集到稻秸秆，清水洗涤，去除杂质后烘干水分，并将其破碎为粒径在1
‑
10mm的颗粒状稻秸秆，将颗粒状稻秸秆放入复合式研磨仪CM100M进行研磨，称取20g研磨后的稻秸秆放进细长的样品管里，采用氮气/氧气＝95：5的体积比作为反应气氛，流量为90ml/min的氛围下,以每分钟10℃的升温速率升温至300℃保持30min，待冷却降温后将烘焙稻秸秆放入行星式球磨机QM
‑
3SP04充分研磨15min，过200目最大孔径为0.075mm的筛子得到烘焙稻秸秆。
[0027]S2.按质量百分比计，将15％的步骤S1制备的200目烘焙稻秸秆与0.5％的木质素
磺酸钠、35.5％的去离子水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种稻秸秆烘焙耦合水煤浆气化制备土壤改良剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.收集到稻秸秆，清水洗涤，去除杂质后烘干水分，并将其破碎为粒径在1
‑
10mm的颗粒状稻秸秆，将颗粒状稻秸秆低氧环境下升温至280
‑
320℃，烘焙处理0.5
‑
1h后，收集烘焙产物，并将其球磨至粒径为50
‑
200目，得到烘焙稻秸秆；S2.将步骤S1制得的烘焙稻秸秆与煤粉、木制磺酸钠、水混合，机械搅拌混合0.5
‑
1h后，得到复合型水煤浆；S3.将步骤S2制得的复合型水煤浆置于氮氧混合氛围中，升温至900
‑
1000℃，气化0
‑
30min后，得到气化残渣，切换气氛为CO2环境气氛，继续活化2.5
‑
3h后，停止加热，冷却至室温，得到所述土壤改良剂。2.根据权利要求1所述的一种稻秸秆烘焙耦合水煤浆气化制备土壤改良剂的方法，其特征在于：步骤S1中，所述低氧环境中氧气浓度为0
‑
5％。3.根据权利要求1所述的一种稻秸秆烘焙耦合水煤浆气化制备土壤改良剂的方法，其特征在于：步骤S1中，升温时，加热温度为8
‑
10℃/min。4.根据权利要求1所述的一种稻秸秆烘焙耦合水煤浆气化制备土壤改良剂的方法，其特征在于：按质量份数计，步骤S2中，所述烘焙秸秆与煤粉、木制...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆爱灵，廖广东，王殿二，钟翔锦，张亚东，刘鹏，雷廷宙，李艳玲，
申请(专利权)人：上田环境修复有限公司，
类型：发明
国别省市：