CN106635025A - 一种土壤改良用活性褐煤及其制备方法 - Google Patents

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李强
江建忠
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    • C09K17/00—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
    • C09K17/02—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing inorganic compounds only
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Abstract

本发明公开了一种土壤改良用活性褐煤及其制备方法，该褐煤的碘值：200‑290mg/g，堆积密度：450‑520kg/m3，PH值：6‑9，大孔比率：90‑95％，粒度：Dmax<0.8mm，其制备方法为：首先褐煤原煤的破碎与筛分，然后将破碎筛分后的颗粒送入滚筒式反应器内进行活化处理，随后冷却降温，最后进行密封包装；本发明活性褐煤制备方法简单，制备的活性褐煤天然官能团的化学稳定性增强、孔隙结构较发达、催化活性更高、具有憎水性，更重要的是褐煤中腐植酸含量高，而腐植酸主要成分有机质是土壤最核心的养分，也是其他养分的主要来源和微生物的主要滋生场地，而且具有离子交换性、胶体吸附性，这些特性为改良土壤创造了基本应用条件。

Description

一种土壤改良用活性褐煤及其制备方法
技术领域
本发明涉及活性褐煤技术领域，具体涉及一种土壤改良用活性褐煤及其制备方法。
背景技术
土地资源是有条件的可再生资源，采矿后及时对其复垦，使土地与生态环境恢复到原有水平，最大限度地减少矿业对环境的影响，是合理开发利用矿产资源与环境和社会持续发展的共同需求。矿产资源开发强度的不断加大导致矿区土地资源损毁十分严重，使土地失去利用价值。中国是全世界最大的煤炭生产和消费国，但占煤矿4％的露天矿开采极大损毁了土地资源和植被。有关部门预测到2020年，中国露天开采煤损毁土地0.22hm2/万t，对矿区土地资源和生态环境的破坏日趋严重，虽然自1989年我国《土地复垦规定》颁布以来，我国政府一直重视矿区土地复垦，但复垦率约8％，与国际50％的复垦率有很大差距。而我国大型露天煤矿多处于干旱、半干旱的生态脆弱区，也是我国重要的草原区之一，草场土壤质量退化是导致沙尘暴频发的一个主要原因，生态环境也愈发脆弱。矿区排土场占用大量土地导致矿区自然条件和生态环境变化，因此，对矿区排土场因地制宜地进行土壤改良和生态修复成为草原区露天矿区复垦的一个重要内容。
我国褐煤资源丰富(1303亿t)，占全国煤炭储量13％左右，主要分布在内蒙(77％)和云南(13％)。褐煤是一种天然腐植酸类物质，富含腐植酸(HA)、羧基(-COOH)、羰基(-OH)、甲氧基(-OCH3)等官能团，是一种良好的天然有机离子交换剂，同时具有优异的吸附性能。近年来，人们为了提高褐煤的利用价值，对褐煤经过一系列处理最终制成褐煤提质产品——活性褐煤。褐煤资源丰富，褐煤经活化处理后，天然官能团的化学稳定性增强、孔隙结构较发达、催化活性更高、具有憎水性，更重要的是褐煤中腐植酸含量高，而腐植酸主要成分有机质是土壤最核心的养分，也是其他养分的主要来源和微生物的主要滋生场地，而且具有离子交换性、胶体吸附性，这些特性为改良土壤创造了基本应用条件，是活性褐煤农用价值的开辟和提升，在当今农业用地紧张和生态环境急需改善的大背景下，以活性褐煤为主导探讨土壤改良及生态恢复提供理论依据具有极其重要的科学意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种土壤改良用活性褐煤及其制备方法，本发明活性褐煤生产工艺简单，生产的活性褐煤炭具有大孔率高、生物活性高、吸附性能优、成本低廉的特点，解决了土壤改良过程中水、肥流失严重、植物成活率低等技术难点。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种活性褐煤，其技术指标为：碘值：200-290mg/g，堆积密度：450-520kg/m3，PH值：6-9，大孔比率：90-95％，粒度：Dmax<0.8mm。
一种活性褐煤炭的制备方法：包括如下步骤：
步骤1：褐煤原煤的破碎与筛分：将褐煤原煤破碎筛分至直径小于10mm的宽筛分颗粒；
步骤2：炭化、活化一体化处理：把破碎筛分后的颗粒送入滚筒式反应器中，在还原性气氛条件下进行炭化、活化一体化处理，活化剂采用低温低压蒸汽，滚筒式反应器内的温度为400～800℃，活化剂采用低温低压蒸汽，控制反应器内的物料的停留时间20-40min，得到成品；
步骤3：冷却降温：将步骤2滚筒式反应器中出来的成品经由冷却器绝氧冷却至40℃以下；
步骤4：滚筒反应器炭化、活化过程中产生的低热值乏气送入乏气焚烧炉焚烧利用；
步骤5：密封包装：将冷却后的成品密封包装。
所述活性褐煤用于土壤改良领域，作为水、肥的缓释剂和微生物的活性载体。
本发明有如下优点：本发明活性褐煤生产工艺简单，生产的活性褐煤具有性状稳定，大孔孔隙结构发达，适合微生物的附着与生长，表面化学官能团丰富，成本低廉的特点，能用于土壤改良领域，解决土壤改良过程中水、肥流失严重、植物成活率低等技术难点；更重要的是褐煤中腐植酸含量高，而腐植酸主要成分有机质是土壤最核心的养分，也是其他养分的主要来源和微生物的主要滋生场地，而且具有离子交换性、胶体吸附性，这些特性为改良土壤创造了基本应用条件，是活性褐煤农用价值的开辟和提升，以活性褐煤为主导开展草原区露天煤矿排土场土壤改良及生态恢复具有极其重要的科学意义。。
附图说明
图1为本发明活性褐煤炭的制备工艺流程图。
具体实施方式
下面结合图1和具体实施方式对本发明作更详细的说明。
实施例1
原料选用灰分为12％左右，水分为35％的伊敏褐煤，活性褐煤炭的制备方法如图1所示，包括如下步骤：
步骤1：褐煤原煤的破碎与筛分：将伊敏褐煤破碎筛分至直径小于10mm的宽筛分颗粒；
步骤2：炭化、活化一体化处理：把破碎筛分后的颗粒送入滚动式反应器中在还原性气氛条件下进行炭化、活化一体化处理，滚筒式反应器内的温度为550℃，处理时间为30min，活化剂采用0.2MPa，180℃的低温蒸汽，蒸汽用量0.15kg/kg(原煤)，得到成品；
步骤3：冷却降温：将步骤2滚筒式反应器中出来的成品经由成品冷却器绝氧冷却至40℃；
步骤4：滚筒反应器炭化、活化过程中产生的低热值乏气送入乏气焚烧炉焚烧利用；
步骤5：密封包装：将冷却后的成品采用带内衬的编织袋密封包装。
实施例2
原料选用灰分为10％左右，水分为30％的锡林浩特褐煤，活性褐煤炭的制备方法如图1所示，包括如下步骤：
步骤1：褐煤原煤的破碎与筛分：将伊敏褐煤破碎筛分至直径小于10mm的宽筛分颗粒；
步骤2：炭化、活化一体化处理：把破碎筛分后的颗粒送入滚动式反应器中在还原性气氛条件下进行炭化、活化一体化处理，滚筒式反应器内的温度为400℃，处理时间为40min，活化剂采用0.2MPa，180℃的低温蒸汽，蒸汽用量0.15kg/kg(原煤)，得到成品；
步骤3：冷却降温：将步骤2滚筒式反应器中出来的成品经由成品冷却器绝氧冷却至30℃；
步骤4：滚筒反应器炭化、活化过程中产生的低热值乏气送入乏气焚烧炉焚烧利用；
步骤5：密封包装：将冷却后的成品采用带内衬的编织袋密封包装。
实施例3
原料选用灰分为13％左右，水分为33％的伊敏褐煤，活性褐煤炭的制备方法如图1所示，包括如下步骤：
步骤1：褐煤原煤的破碎与筛分：将伊敏褐煤破碎筛分至直径小于10mm的宽筛分颗粒；
步骤2：炭化、活化一体化处理：把破碎筛分后的颗粒送入滚动式反应器中在还原性气氛条件下进行炭化、活化一体化处理，滚筒式反应器内的温度为800℃，处理时间为20min，活化剂采用0.2MPa，180℃的低温蒸汽，蒸汽用量0.15kg/kg(原煤)，得到成品；
步骤3：冷却降温：将步骤2滚筒式反应器中出来的成品经由成品冷却器绝氧冷却至35℃；
步骤4：滚筒反应器炭化、活化过程中产生的低热值乏气送入乏气焚烧炉焚烧利用；
步骤5：密封包装：将冷却后的成品采用带内衬的编织袋密封包装。

Claims (3)

1.一种土壤改良用活性褐煤，其特征在于：所述活性褐煤的技术指标为：碘值：200-290mg/g，堆积密度：450-520kg/m3，PH值：6-9，大孔比率：90-95％，粒度：Dmax<0.8mm。
2.权利要求1所述土壤改良用活性褐煤的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：褐煤原煤的破碎与筛分：将褐煤原煤破碎筛分至直径小于10mm的宽筛分颗粒；
步骤2：炭化、活化一体化处理：把破碎筛分后的褐煤颗粒送入滚筒式反应器中在还原性气氛条件下进行活化处理，活化剂采用低温低压蒸汽，滚筒式反应器内的温度为400～800℃，活化处理时间为20～40min，得到成品；
步骤3：冷却降温：将步骤2滚筒式反应器中出来的成品经由成品冷却器冷却至40℃以下；
步骤4：滚筒反应器炭化、活化过程中产生的低热值乏气送入乏气焚烧炉焚烧利用；
步骤5：密封包装：将冷却后的成品密封包装。
3.权利要求1所述土壤改良用活性褐煤用于土壤改良领域，其特征在于：作为水、肥的缓释剂和微生物的活性载体。
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