CN109082289B - 一种高温导热油加工的生物炭及其制备方法 - Google Patents

一种高温导热油加工的生物炭及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109082289B
CN109082289B CN201810865235.5A CN201810865235A CN109082289B CN 109082289 B CN109082289 B CN 109082289B CN 201810865235 A CN201810865235 A CN 201810865235A CN 109082289 B CN109082289 B CN 109082289B
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature heat
heat conduction
conduction oil
biochar
fiber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810865235.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109082289A (zh
Inventor
曾广胜
谭益民
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hunan University of Technology
Original Assignee
Hunan University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hunan University of Technology filed Critical Hunan University of Technology
Priority to CN201810865235.5A priority Critical patent/CN109082289B/zh
Publication of CN109082289A publication Critical patent/CN109082289A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109082289B publication Critical patent/CN109082289B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/02—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of cellulose-containing material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B47/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion
    • C10B47/02—Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion with stationary charge
    • C10B47/06—Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion with stationary charge in retorts
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Inorganic Fibers (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

本发明涉及生物炭技术领域，具体为一种高温导热油加工的生物炭及其制备方法。生物炭由植物纤维和淀粉制备而成，该生物炭的制备方法如下：将植物纤维破碎后放入碱溶液中浸泡处理，取出干燥；随后与淀粉混合均匀，压制成型，得到纤维块；再将纤维块放入高温导热油炭化装置中，并固定在炭化装置底部，随后注入高温导热油，加热高温导热油，对纤维块进行炭化处理；再对炭化后的纤维块进行脱油处理。本发明提供的生物炭具有高吸附性能，能广泛运用于污水净化，人畜粪便处理等领域，具有良好的推广价值。

Description

一种高温导热油加工的生物炭及其制备方法
技术领域
本发明涉及生物炭技术领域，更具体地，涉及一种高温导热油加工的生物炭及其制备方法。
背景技术
我国作为一个农业大国，每年都会产生大量的秸秆、稻草等农林废弃物。然而，大量农林废弃物并没有得到有效利用，而是堆积在田间地头占据大量的土地资源，或者直接焚烧，产生大量温室气体，对大气环境造成较大的破坏。
生物炭是生物有机材料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。在污水净化、人畜粪便处理等领域，我国每年需要大量高吸附性能的生物炭，而秸秆、稻草等农林废弃物是一种很好的生物炭材料来源。
目前，制备生物炭的炭化装置主要依靠燃烧器对物料进行缺氧燃烧。这种加热方式使得物料受热不均，影响生产效率，且燃烧过程中产生的废气会对大气环境造成污染。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术中生物炭材料及制备技术的不足，提供一种高温导热油加工的生物炭，该生物炭由稻草，秸秆等农林废弃物制成，具有良好的吸附性能，且质量稳定。
本发明要解决的另一技术问题是提供所述高温导热油加工的生物炭的制备方法，将秸秆等农林废弃物经高温导热油加工后制成生物炭。该制备方法实现了对稻草、秸秆等农林废弃物的有效利用，且制备工艺简单，所得生物炭成品炭化程度高、吸附性能好。
本发明还要解决的技术问题是提供实现所述制备方法的装置。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种高温导热油加工的生物炭，由以下组分制成：植物纤维和淀粉。
进一步地，淀粉质量为植物纤维质量的2～8％。
优选地，淀粉质量为植物纤维质量的5～8％。
进一步地植物纤维为禾本科植物纤维；包括有稻草、玉米杆、秸秆中的一种或几种；淀粉包括玉米淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉中的一种或几种。
优选地，植物纤维长度为5～20mm，含水率不超过8％。
本发明通过加入淀粉，增加了植物纤维的粘合性，同时淀粉炭化后，能够提高整个材料的吸附性能。
本发明还提供一种所述高温导热油加工的生物炭的制备方法，包括以下步骤：
S1.选取植物纤维破碎后放入碱溶液中浸泡处理，取出干燥；
S2.将步骤S1中干燥后的植物纤维与淀粉混合均匀，压制成型，得到纤维块，纤维块密度为0.5～1.2kg/m3；
S3.将步骤S2中制备的纤维块放入高温导热油炭化装置中，并固定在炭化装置底部，随后注入高温导热油，加热高温导热油，对纤维块进行炭化处理；
S4.将步骤S3中炭化后的纤维块放入离心机，对纤维块进行脱油处理；
S5.将步骤S4中处理后的纤维块进行超声波脱油处理。
优选地，步骤S1中所述植物纤维为禾本科植物纤维；包括有稻草、玉米杆、秸秆中的一种或几种。
优选地，在对植物纤维进行碱溶液处理之前，需对其进行破碎，使植物纤维的长度为5～20mm。
优选地，植物纤维破碎后的长度为5～15mm。
进一步地，所述淀粉包括玉米淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉中的一种或几种。
本发明通过采用疏松、柔软的禾本科植物纤维作为原材料，很容易将其加工成高吸附性能的多孔生物炭。实现了对农林废弃物的有效利用，同时也降低了生物炭成本。
进一步地，步骤S1中所述碱溶液为NaOH溶液、KOH溶液中的一种，浓度为5～10％。在对植物纤维进行碱溶液处理时，温度为10～40℃，处理时间为1～2小时，压强为1个大气压。碱溶液处理完成后，将植物纤维烘干，保证植物纤维的含水率不超过8％。
本发明通过对原材料进行碱溶液浸泡处理，破坏纤维中的一部分氢键作用，使纤维疏解并对纤维表面进行清洗和部分酯化，能够有利于后续油脂的浸入，提高成炭后的空洞，使纤维块加热更均匀，炭化速度更快效果更好。
在纤维块压制成型时，可以根据实际应用需要，选择不同的模具，压制成立方体，圆球或圆柱等形状。
本发明在生物炭制备过程中，对纤维料块的密度严格控制在0.5～1.2kg/m3之间。如果料块密度太小，在加工过程中可能会散掉，无法得到成型的生物炭；如果料块密度太大，则高温导热油浸入不了料块内部，会导致炭化效率低，炭化效果差，同时料块密度过大，会导致生物炭孔洞过少，影响吸附效果。
在对纤维块进行炭化处理时，所用高温导热油的使用温度大于250℃，炭化过程中高温导热油的温度保持在150～250℃；炭化处理的时间为20～72小时。本发明所用的高温导热油可以为烷基联苯型导热油、联苯和联苯醚低熔混合物型导热油、烷基联苯醚型导热油中的任意一种。
优选地，高温导热油的使用温度为250～400℃。
进一步地，高温导热油的使用温度为280～330℃。
优选地，炭化处理过程中高温导热油的温度为200℃，处理时间为48小时。
本发明在炭化过程中，通过用高温导热油作为传热介质，利用其传热均匀、迅速的特点，提高了炭化效果；同时高温导热油还能隔绝外界氧气等气体进入，还能利用浮力作用将纤维中的杂质和反应产生的气体排出，降低了设备要求，无需抽真空。
进一步地，步骤S4中离心机转速为8000～10000r/分钟，脱油处理时间20～60分钟。
优选地，步骤S4中所述离心机转速为9000r/分钟，脱油处理时间30分钟。
进一步地，步骤S5中超声波功率为100W～10KW；超声波处理时间为20～60分钟。
优选地，步骤S5中所述超声波功率为4～8KW，脱油处理时间30分钟。
本发明还提供实现所述制备方法的高温导热油炭化装置，包括底座及与底座可拆卸连接的上盖，所述底座为具有开口的腔体结构，所述上盖置于所述底座的开口处；所述腔体结构用于放置高温导热油和植物纤维块，所述腔体结构中还设置有压块板；所述压块板置于植物纤维块上，用于阻止高温导热油的浮力使植物纤维块漂浮在高温导热油层表面与氧气接触；所述底座上还设有加热装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的生物炭吸附性能好，性能稳定，能有效应用于污水净化，人畜粪便处理等领域，具有极高的推广价值。吸附后的生物炭经干燥除臭处理后，能作为有机肥用于生态有机农业，
本发明以农林废弃物为主要原材料，与淀粉混合压缩成块后，在高温导热油炭化装置作用下炭化，实现了对农林废弃物的回收利用，且制备工艺简单。
本发明使用高温导热油炭化装置对植物纤维进行加工炭化，工艺简单，生产效率高，且对环境无不良影响。
附图说明
图1为高温导热油炭化装置结构示意图。
其中，1为加热装置，2为底座，3为上盖，4为排气装置，5为高温导热油，6为压块板，7为植物纤维块。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种高温导热油炭化装置，该装置可以用于制备生物炭，炭化装置包括底座2及与底座可拆卸连接的上盖3。底座2和上盖3之间通过法兰连接或螺旋连接，本实施例可优选为法兰连接。
底座2为具有开口的腔体结构，上盖3置于所述底座的开口处，与底座形成一个密闭空间；腔体结构用于放置高温导热油5和植物纤维块7。
腔体结构中还设置有压块板6，压块板6用于阻止高温导热油的浮力使植物纤维块漂浮在高温导热油层表面与氧气接触，压块板6的厚度方向上设有通孔，通孔的数量和直径可根据需要确定；压块板6的材质可以为金属、陶瓷和石头中任一种，本实施例优选为金属；压块板6为至少一块，本实施例优选为一块。
装置上还设有加热装置1和排气装置4，加热装置用于为植物纤维块炭化过程中提供热源，加热装置1置于底座外部，加热装置可以为电阻丝加热、红外加热和电磁加热中任一种，本实施例优选为电阻丝加热；排气装置用于将炭化处理过程中产生的气体排出装置，排气装置4置于上盖，本实施例优选排气装置为排气孔。
本实施例提供的装置用于将植物纤维原料加工成生物炭材料，其工作过程如下：将用农林废弃物制备的植物纤维块7放入炭化装置底座2中，然后将压块板6放置在植物纤维块上部，防止因导热油的浮力使植物纤维块漂浮在油层表面与氧气接触，然后注入高温导热油5，导热油的量必须完全没过植物纤维块和压块板(导热油的量要超过压块板上表面5mm以上)。然后盖上炭化装置上盖3，启动加热器1。高温导热油5具备传热迅速，升温均匀的特点。加热过程中，纤维中的水分等气体会从油层透出后，通过排气孔4排出。在高温无氧环境中，植物纤维会被炭化。炭化结束后，关闭加热器1，冷却后取出炭化好的植物纤维块7，脱除高温导热油5，得到所述生物炭制品。在炭化过程中，高温导热油油温为150～250℃，炭化时间为20～72小时。
实施例2：
本实施例提供一种高温导热油加工生物炭的方法，包括以下步骤：
S1.取100kg稻草破碎成平均长度为15mm的稻草纤维，在10％浓度的NaOH溶液中、40℃温度下，1个大气压下浸泡1小时，然后取出干燥，使其含水率为0％；
S2.将步骤S1中干燥后的稻草纤维与8kg的小麦淀粉共混均匀后，压制成立方体纤维块，纤维块密度为0.5kg/m3；
S3.将步骤S2制备的纤维块放入实施例1所述的高温导热油炭化装置中，并固定在炭化装置底部，随后注入烷基联苯型导热油，导热油的使用温度为330℃，导热油的量要能完全没过纤维块，然后对导热油进行加热，使油温保持在200℃，48小时后，停止加热，冷却后取出炭化好的纤维块；
S4.将步骤S3中炭化后的纤维块,利用离心机对纤维块进行脱油处理，离心机转速控制在9000r/分钟，脱油30分钟；
S5.将步骤S4中处理后的纤维块利用8KW功率的超声波进行二次脱油30分钟后，得到生物炭制品。
实施例3：
本实施例提供一种高温导热油加工生物炭的方法，包括以下步骤：
S1.取100kg秸秆破碎成平均长度为20mm的秸秆纤维，在10％浓度的KOH溶液中、40℃温度下，1个大气压下浸泡1小时，然后取出干燥，使其含水率为0％；
S2.将步骤S1中干燥后的秸秆纤维与8kg的小麦淀粉共混均匀后，压制成立方体纤维块，纤维块密度为0.5kg/m3；
S3.将步骤S2制备的纤维块放入实施例1所述的高温导热油炭化装置中，并固定在炭化装置底部，随后注入烷基联苯型导热油，导热油的使用温度为330℃，导热油的量要能完全没过纤维块，然后对导热油进行加热，使油温保持在200℃，48小时后，停止加热，冷却后取出炭化好的纤维块；
S4.将步骤S3中炭化后的纤维块,利用离心机对纤维块进行脱油处理，离心机转速控制在9000r/分钟，脱油30分钟；
S5.将步骤S4中处理后的纤维块利用8KW功率的超声波进行二次脱油30分钟后，得到生物炭制品。
实施例4：
本实施例提供一种高温导热油加工生物炭的方法，包括以下步骤：
S1.取100kg玉米杆破碎成平均长度为5mm的玉米杆纤维，在8％浓度的NaOH溶液中、10℃温度下，1个大气压下浸泡1小时，然后取出干燥，使其含水率为5％；
S2.将步骤S1中干燥后的玉米杆纤维与8kg的马铃薯淀粉共混均匀后，压制成立方体纤维块，纤维块密度为0.9kg/m3；
S3.将步骤S2制备的纤维块放入实施例1所述的高温导热油炭化装置中，并固定在炭化装置底部，随后注入联苯和联苯醚低熔混合物型导热油，导热油的使用温度为400℃，导热油的量要能完全没过纤维块，然后对导热油进行加热，使油温保持在200℃，48小时后，停止加热，冷却后取出炭化好的纤维块；
S4.将步骤S3中炭化后的纤维块,利用离心机对纤维块进行脱油处理，离心机转速控制在9000r/分钟，脱油30分钟；
S5.将步骤S4中处理后的纤维块利用8KW功率的超声波进行二次脱油30分钟后，得到生物炭制品。
实施例5：
本实施例提供一种高温导热油加工生物炭的方法，包括以下步骤：
S1.取100kg稻草破碎成平均长度为15mm的稻草纤维，在5％浓度的NaOH溶液中、25℃温度下，1个大气压下浸泡1小时，然后取出干燥，使其含水率为8％；
S2.将步骤S1中干燥后的稻草纤维与8kg的小麦淀粉共混均匀后，压制成立方体纤维块，纤维块密度为0.5kg/m3；
S3.将步骤S2制备的纤维块放入实施例1所述的高温导热油炭化装置中，并固定在炭化装置底部，随后注入烷基联苯型导热油，导热油的使用温度为250℃，导热油的量要能完全没过纤维块，然后对导热油进行加热，使油温保持在200℃，48小时后，停止加热，冷却后取出炭化好的纤维块；
S4.将步骤S3中炭化后的纤维块,利用离心机对纤维块进行脱油处理，离心机转速控制在9000r/分钟，脱油30分钟；
S5.将步骤S4中处理后的纤维块利用8KW功率的超声波进行二次脱油30分钟后，得到生物炭制品。
实施例6：
本实施例提供一种高温导热油加工生物炭的方法，包括以下步骤：
S1.取100kg稻草破碎成平均长度为15mm的稻草纤维，在10％浓度的NaOH溶液中、40℃温度下，1个大气压下浸泡1小时，然后取出干燥，使其含水率为0％；
S2.将步骤S1中干燥后的稻草纤维与2kg的木薯淀粉共混均匀后，压制成立方体纤维块，纤维块密度为1.2kg/m3；
S3.将步骤S2制备的纤维块放入实施例1所述的高温导热油炭化装置中，并固定在炭化装置底部，随后注入烷基联苯型导热油，导热油的使用温度为330℃，导热油的量要能完全没过纤维块，然后对导热油进行加热，使油温保持在150℃，48小时后，停止加热，冷却后取出炭化好的纤维块；
S4.将步骤S3中炭化后的纤维块,利用离心机对纤维块进行脱油处理，离心机转速控制在9000r/分钟，脱油30分钟；
S5.将步骤S4中处理后的纤维块利用10KW功率的超声波进行二次脱油30分钟后，得到生物炭制品。
实施例7：
本实施例提供一种高温导热油加工生物炭的方法，包括以下步骤：
S1.取100kg稻草破碎成平均长度为15mm的稻草纤维，在10％浓度的NaOH溶液中、40℃温度下，1个大气压下浸泡1小时，然后取出干燥，使其含水率为0％；
S2.将步骤S1中干燥后的稻草纤维与5kg的小麦淀粉共混均匀后，压制成立方体纤维块，纤维块密度为0.5kg/m3；
S3.将步骤S2制备的纤维块放入实施例1所述的高温导热油炭化装置中，并固定在炭化装置底部，随后注入烷基联苯型导热油，导热油的使用温度为330℃，导热油的量要能完全没过纤维块，然后对导热油进行加热，使油温保持在200℃，36小时后，停止加热，冷却后取出炭化好的纤维块；
S4.将步骤S3中炭化后的纤维块,利用离心机对纤维块进行脱油处理，离心机转速控制在9000r/分钟，脱油20分钟；
S5.将步骤S4中处理后的纤维块利用8KW功率的超声波进行二次脱油20分钟后，得到生物炭制品。
实施例8：
本实施例提供一种高温导热油加工生物炭的方法，包括以下步骤：
S1.取100kg稻草破碎成平均长度为15mm的稻草纤维，在10％浓度的NaOH溶液中、40℃温度下，1个大气压下浸泡1小时，然后取出干燥，使其含水率为0％；
S2.将步骤S1中干燥后的稻草纤维与8kg的小麦淀粉共混均匀后，压制成立方体纤维块，纤维块密度为0.5kg/m3；
S3.将步骤S2制备的纤维块放入实施例1所述的高温导热油炭化装置中，并固定在炭化装置底部，随后注入烷基联苯醚型导热油，导热油的使用温度为280℃，导热油的量要能完全没过纤维块，然后对导热油进行加热，使油温保持在200℃，20小时后，停止加热，冷却后取出炭化好的纤维块；
S4.将步骤S3中炭化后的纤维块,利用离心机对纤维块进行脱油处理，离心机转速控制在8000r/分钟，脱油30分钟；
S5.将步骤S4中处理后的纤维块利用100W功率的超声波进行二次脱油30分钟后，得到生物炭制品。
实施例9：
本实施例提供一种高温导热油加工生物炭的方法，包括以下步骤：
S1.取100kg稻草破碎成平均长度为15mm的稻草纤维，在10％浓度的NaOH溶液中、40℃温度下，1个大气压下浸泡1小时，然后取出干燥，使其含水率为0％；
S2.将步骤S1中干燥后的稻草纤维与8kg的小麦淀粉共混均匀后，压制成立方体纤维块，纤维块密度为0.5kg/m3；
S3.将步骤S2制备的纤维块放入实施例1所述的高温导热油炭化装置中，并固定在炭化装置底部，随后注入烷基联苯型导热油，导热油的使用温度为330℃，导热油的量要能完全没过纤维块，然后对导热油进行加热，使油温保持在250℃，72小时后，停止加热，冷却后取出炭化好的纤维块；
S4.将步骤S3中炭化后的纤维块,利用离心机对纤维块进行脱油处理，离心机转速控制在10000r/分钟，脱油60分钟；
S5.将步骤S4中处理后的纤维块利用4KW功率的超声波进行二次脱油60分钟后，得到生物炭制品。
对比例1：
本对比例参照实施例2的操作步骤，提供一种高温导热油加工生物炭的方法，与实施例2不同之处在于，步骤S1中并未对植物纤维进行碱溶液浸泡处理。
对比例2：
本对比例参照实施例2的操作步骤，提供一种高温导热油制备高吸附性能生物炭的方法，与实施例2不同之处在于，步骤S2中并未加入淀粉。
对比例3：
本对比例参照实施例2的操作步骤，提供一种高温导热油加工生物炭的方法，与实施例2不同之处在于，步骤S2中料块的密度为1.6kg/m3。
对比例4：
本对比例参照实施例2的操作步骤，提供一种高温导热油加工生物炭的方法，与实施例2不同之处在于，步骤S3中对植物纤维块进行炭化处理时，采用的是现有技术中的缺氧燃烧技术，炭化温度为200℃，炭化时间为48小时。
对实施例2～9以及对比例1～4的生物炭制品进行各项性能(包括密度、平均孔径、静吸附容量、可生物降解性和抗压强度)检测，得到检测结果见表1。
表1
Figure BDA0001750751050000101
通过对比例1分析可知，对比例1制备的生物炭吸附性能有所下降。其原因在于，对比例1未对植物纤维进行碱溶液处理，碱溶液处理能破坏纤维中的一部分氢键作用，使纤维疏解并对纤维表面进行清洗和部分酯化，能够有利于后续油脂的浸入，提高成炭后的空洞，使纤维块加热更均匀，炭化速度更快效果更好，提高了生物炭制品的吸附性能。
通过对比例2分析可知，对比例2制备的生物炭吸附性能有所下降。其原因在于，对比例2中未加入淀粉，而淀粉炭化后，能提高生物炭的吸附性能。
通过对比例3分析可知，对比例3制备的生物炭吸附性能有所下降。其原因在于，对比例3料块密度太大，则高温导热油浸入不了料块内部，会导致炭化效率低，炭化效果差，同时料块密度过大，会导致生物炭孔洞过少，影响生物炭吸附性能。而如果料块密度太小，在加工过程中可能会散掉，无法得到成型的生物炭。所以，本发明在生物炭制备过程中，对纤维料块的密度严格控制在0.5～1.2kg/m3之间。
通过对比例4分析可知，对比例4制备的生物炭吸附性能有所下降。其原因在于，对比例采用的是现有技术中利用燃烧炉对植物纤维进行缺氧燃烧的技术，传热不均匀，导致炭化效果一般。而本发明采用高温导热油作为传热介质，传热效果好，能将热量均匀的传递给植物纤维，使纤维均匀炭化，炭化速度更快，效果更好。

Claims (8)

1.一种高温导热油加工的生物炭，其特征在于，所述生物炭由以下组分制成：植物纤维和淀粉，所述淀粉质量为植物纤维质量的2~8%；
所述生物炭的制备方法如下：
S1.选取植物纤维破碎后放入碱溶液中浸泡处理，取出干燥；
S2.将步骤S1中干燥后的植物纤维与淀粉混合均匀，压制成型，得到纤维块，纤维块密度为0.5~1.2kg/m3；
S3.将步骤S2中制备的纤维块放入高温导热油炭化装置中，并固定在炭化装置底部，随后注入高温导热油，加热高温导热油，对纤维块进行炭化处理；
S4.将步骤S3中炭化后的纤维块放入离心机，对纤维块进行脱油处理；
S5.将步骤S4中处理后的纤维块进行超声波脱油处理；
步骤S3中所述高温导热油为烷基联苯型导热油、联苯和联苯醚低熔混合物型导热油、烷基联苯醚型导热油中的任意一种；所述高温导热油的使用温度大于250℃，炭化过程中高温导热油的温度保持在150~250℃；炭化处理的时间为20~72小时。
2.根据权利要求1所述的高温导热油加工的生物炭，其特征在于，所述淀粉质量为植物纤维质量的5~8%。
3.根据权利要求1所述的高温导热油加工的生物炭，其特征在于，所述植物纤维长度为5~20mm，含水率不超过8%。
4.根据权利要求1所述的高温导热油加工的生物炭，其特征在于，步骤S1中所述植物纤维为禾本科植物纤维；所述植物纤维破碎后长度为5~20mm；所述淀粉包括玉米淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉中的一种或几种；所述干燥方式为烘干，干燥后的纤维含水率≤8%。
5.根据权利要求4所述的高温导热油加工的生物炭，其特征在于，所述植物纤维包括稻草、玉米杆中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的高温导热油加工的生物炭，其特征在于，步骤S1中所述碱溶液为NaOH溶液、KOH溶液中的任意一种，浓度为5~10%，所述碱溶液处理温度为10~40℃，所述碱溶液处理时间为1~2小时，所述碱溶液处理压强为1个大气压。
7.根据权利要求1所述的高温导热油加工的生物炭，其特征在于，步骤S4中所述离心机转速为8000~10000r/分钟，脱油处理时间20~60分钟，步骤S5中所述超声波功率为100W~10KW；超声波处理时间为20~60分钟。
8.一种用于制备权利要求1所述的高温导热油加工的生物炭的高温导热油炭化装置，其特征在于，所述高温导热油炭化装置包括底座及与底座可拆卸连接的上盖，所述底座为具有开口的腔体结构，所述上盖置于所述底座的开口处；所述腔体结构用于放置高温导热油和植物纤维块，所述腔体结构中还设置有压块板；所述压块板置于植物纤维块上，用于阻止高温导热油的浮力使植物纤维块漂浮在高温导热油层表面与氧气接触；所述底座上还设有加热装置。
CN201810865235.5A 2018-08-01 2018-08-01 一种高温导热油加工的生物炭及其制备方法 Active CN109082289B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810865235.5A CN109082289B (zh) 2018-08-01 2018-08-01 一种高温导热油加工的生物炭及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810865235.5A CN109082289B (zh) 2018-08-01 2018-08-01 一种高温导热油加工的生物炭及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109082289A CN109082289A (zh) 2018-12-25
CN109082289B true CN109082289B (zh) 2021-03-23

Family

ID=64831261

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810865235.5A Active CN109082289B (zh) 2018-08-01 2018-08-01 一种高温导热油加工的生物炭及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109082289B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102018188B1 (ko) * 2019-05-03 2019-11-04 주식회사 원진 하이브리드 바이오차 및 그 제조 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4191630A (en) * 1976-04-23 1980-03-04 Morrell Jacque C Process for the production of shale oil from oil shales
CN201186912Y (zh) * 2008-02-02 2009-01-28 张百富 一种木材炭化窑
CN101613613A (zh) * 2009-07-22 2009-12-30 丁赤民 秸秆快速热裂解过程的高效热能利用方法
CN102746898A (zh) * 2012-07-12 2012-10-24 南京理工大学 一种生物质粉粒体连续热处理系统

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009114296A (ja) * 2007-11-06 2009-05-28 Akio Yamamoto 植物系バイオマスの利用方法およびペレット炭の製造方法
CN102220178B (zh) * 2011-04-28 2014-05-28 南宁市环境保护科学研究所 木薯废渣制成薪棒的方法及其在制炭上的应用
CN102266864A (zh) * 2011-07-01 2011-12-07 中国科学院过程工程研究所 生物质热解炼制-分级定向转化的方法
CN103484134B (zh) * 2013-08-09 2015-02-18 中国科学院过程工程研究所 碳氢原料固体热载体干馏反应器与干馏方法
US9890332B2 (en) * 2015-03-08 2018-02-13 Proton Power, Inc. Biochar products and production
CN105252620B (zh) * 2015-09-17 2017-04-05 浙江永裕竹业股份有限公司 一种竹材油热浸渍处理工艺
CN105623686A (zh) * 2016-01-13 2016-06-01 山东联星能源集团有限公司 机制木炭的制备方法
CN205603522U (zh) * 2016-03-30 2016-09-28 嘉兴职业技术学院 秸秆炭化装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4191630A (en) * 1976-04-23 1980-03-04 Morrell Jacque C Process for the production of shale oil from oil shales
CN201186912Y (zh) * 2008-02-02 2009-01-28 张百富 一种木材炭化窑
CN101613613A (zh) * 2009-07-22 2009-12-30 丁赤民 秸秆快速热裂解过程的高效热能利用方法
CN102746898A (zh) * 2012-07-12 2012-10-24 南京理工大学 一种生物质粉粒体连续热处理系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
干馏法处理污泥制备生物炭的研究进展;李宏伟;《科技创新导报》;20180311;第15卷(第8期);104-105 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109082289A (zh) 2018-12-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2018048333A (ja) リグノセルロース系バイオマスから、燃料ペレットおよびその他の製品を製造する方法
CN105602588B (zh) 基于催化水热碳化和热裂解的木质生物质炭化方法
CN110918061A (zh) 一种生物质废弃物活性炭及其制备方法和在处理废水中硝基苯酚类化合物的应用
CN105771897A (zh) 一种采用微波制备生物炭的方法
CN108059160B (zh) 一种竹炭的生产方法及该方法所用的炭化装置
CN107416829A (zh) 一种生物质热解活化制备活性炭的工艺
CN112919754A (zh) 一种污泥耦合生物质热解制备生物炭及固化重金属的方法
CA2686099A1 (en) Oil impregnated particulate biomass, methods of manufacture and use thereof
CN103341895A (zh) 一种植物纤维的半碳化改性方法
CN102730681A (zh) 一种高吸附性活性炭的制备方法
CN103496700A (zh) 一种将杉木木屑热解残留物制备活性炭的方法
CN109082289B (zh) 一种高温导热油加工的生物炭及其制备方法
CN107804848B (zh) 一种表面活化的秸秆基多孔活性炭的制备方法
CN109179408A (zh) 微波真空热解制备生物质活性炭的方法
CN108529624A (zh) 多孔高通量活性炭及其制备技术
CN111905691B (zh) 一种生物质炭的快速氧化改性方法及其产品和应用
CN110331021B (zh) 一种提高秸秆类生物质炭燃烧热效率的方法
CN109097131B (zh) 一种制备生物质燃料竹屑的预处理方法
CN115974076A (zh) 一种水热氮掺杂软木基活性炭的制备方法及其应用
CN106622137A (zh) 一种烟气脱汞吸附剂的生产方法
CN109111936B (zh) 一种原位蒸发加工的生物炭及其制备方法
CN109046244A (zh) 牛粪生物炭、颗粒吸附剂及其制备方法和应用
CN115744902A (zh) 一种高性能污泥活性炭及其制备方法和应用
CN109173987A (zh) 一种利用竹纤维制备的高吸附性能生物炭及其制备方法
CN113880090A (zh) 一种污水降解用的生物活性炭及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant