CN114933304A - 一种利用绿藻制备生物炭的工艺 - Google Patents
一种利用绿藻制备生物炭的工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114933304A CN114933304A CN202210488912.2A CN202210488912A CN114933304A CN 114933304 A CN114933304 A CN 114933304A CN 202210488912 A CN202210488912 A CN 202210488912A CN 114933304 A CN114933304 A CN 114933304A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- green algae
- parts
- biochar
- carbonization
- time
- 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.)
- Granted
Links
- 241000195628 Chlorophyta Species 0.000 title claims abstract description 51
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 17
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 claims abstract description 17
- 238000007605 air drying Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 9
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- FRHBOQMZUOWXQL-UHFFFAOYSA-L ammonium ferric citrate Chemical compound [NH4+].[Fe+3].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O FRHBOQMZUOWXQL-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 8
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229960004642 ferric ammonium citrate Drugs 0.000 claims abstract description 8
- 239000004313 iron ammonium citrate Substances 0.000 claims abstract description 8
- 235000000011 iron ammonium citrate Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- 229910000402 monopotassium phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 235000019796 monopotassium phosphate Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000012958 reprocessing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 claims description 29
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 claims description 21
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 21
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 19
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims description 17
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 15
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 12
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 12
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 12
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 12
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 claims description 8
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 claims description 8
- FMRLDPWIRHBCCC-UHFFFAOYSA-L Zinc carbonate Chemical compound [Zn+2].[O-]C([O-])=O FMRLDPWIRHBCCC-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- 239000004571 lime Substances 0.000 claims description 8
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 8
- 235000004416 zinc carbonate Nutrition 0.000 claims description 8
- 239000011667 zinc carbonate Substances 0.000 claims description 8
- 229910000010 zinc carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 6
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 claims description 6
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 5
- GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M potassium dihydrogen phosphate Chemical compound [K+].OP(O)([O-])=O GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K potassium phosphate Substances [K+].[K+].[K+].[O-]P([O-])([O-])=O LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 4
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims description 3
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 claims description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 3
- 239000002156 adsorbate Substances 0.000 claims description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 3
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 3
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 claims description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000007873 sieving Methods 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- 239000011276 wood tar Substances 0.000 claims description 3
- PJNZPQUBCPKICU-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid;potassium Chemical compound [K].OP(O)(O)=O PJNZPQUBCPKICU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 235000013877 carbamide Nutrition 0.000 abstract description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 14
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 12
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 12
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 6
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical compound O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000195649 Chlorella <Chlorellales> Species 0.000 description 2
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 2
- AUNGANRZJHBGPY-SCRDCRAPSA-N Riboflavin Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)CN1C=2C=C(C)C(C)=CC=2N=C2C1=NC(=O)NC2=O AUNGANRZJHBGPY-SCRDCRAPSA-N 0.000 description 2
- 241000196252 Ulva Species 0.000 description 2
- 238000013475 authorization Methods 0.000 description 2
- 238000010000 carbonizing Methods 0.000 description 2
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 2
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 2
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 1
- 241000143060 Americamysis bahia Species 0.000 description 1
- 241001474374 Blennius Species 0.000 description 1
- AUNGANRZJHBGPY-UHFFFAOYSA-N D-Lyxoflavin Natural products OCC(O)C(O)C(O)CN1C=2C=C(C)C(C)=CC=2N=C2C1=NC(=O)NC2=O AUNGANRZJHBGPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 241000196317 Platymonas Species 0.000 description 1
- 241000196259 Ulva pertusa Species 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229930002875 chlorophyll Natural products 0.000 description 1
- 235000019804 chlorophyll Nutrition 0.000 description 1
- ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M chlorophyll a Chemical compound C1([C@@H](C(=O)OC)C(=O)C2=C3C)=C2N2C3=CC(C(CC)=C3C)=[N+]4C3=CC3=C(C=C)C(C)=C5N3[Mg-2]42[N+]2=C1[C@@H](CCC(=O)OC\C=C(/C)CCC[C@H](C)CCC[C@H](C)CCCC(C)C)[C@H](C)C2=C5 ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M 0.000 description 1
- 238000012364 cultivation method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 235000019197 fats Nutrition 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 235000019192 riboflavin Nutrition 0.000 description 1
- 229960002477 riboflavin Drugs 0.000 description 1
- 239000002151 riboflavin Substances 0.000 description 1
- 239000003516 soil conditioner Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 1
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 1
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 1
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/30—Active carbon
- C01B32/312—Preparation
- C01B32/336—Preparation characterised by gaseous activating agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/30—Active carbon
- C01B32/312—Preparation
- C01B32/318—Preparation characterised by the starting materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/30—Active carbon
- C01B32/354—After-treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05B—PHOSPHATIC FERTILISERS
- C05B7/00—Fertilisers based essentially on alkali or ammonium orthophosphates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05G—MIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
- C05G5/00—Fertilisers characterised by their form
- C05G5/20—Liquid fertilisers
- C05G5/23—Solutions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/12—Unicellular algae; Culture media therefor
-
- 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)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Botany (AREA)
- Virology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Pest Control & Pesticides (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
本发明涉及生物炭制备技术领域，公开了一种利用绿藻制备生物炭的工艺，其制备工艺包括以下步骤：S1、绿藻养殖；S2、绿藻清洗：将采收的绿藻进行反复清洗；S3、绿藻风干：将S2中的绿藻均匀铺放在篦子上进行自然风干；S4、生物炭初步加工；S5、生物炭再次加工；S6、生物炭末次加工；本发明通过设置有营养液，营养液由硝酸铵、柠檬酸铁铵、磷酸二氢钾和尿素组成，使得绿藻的生长量得到了极大的提高，可以采收二十次，从而大大提高了生物炭的产量，在生物炭中添加了由石灰、正磷酸盐、氧化铁、碳酸锌组成的改性剂，使铅、汞、砷等重金属固定在土壤中，降低了重金属在土壤中的迁移能力，使重金属变为难溶的化合物，从而具有很好的防重金属扩散的功能。
Description
技术领域
本发明涉及生物炭制备技术领域，具体是一种利用绿藻制备生物炭的工艺。
背景技术
生物炭是一种作为土壤改良剂的木炭，能帮助植物生长，可应用于农业用途以及碳收集及储存使用，有别于一般用于燃料之传统木炭，绿藻中如石莼、礁膜、浒苔等历来是沿海人民广为采捞的食用海藻；海产扁藻、小球藻等单细胞绿藻含有一定量的蛋白质、糖类、氨基酸和多种维生素，可作食品、饲料或提取蛋白质、脂肪、叶绿素和核黄素等多种产品；有的绿藻可作为药用，如小球藻、孔石莼等，这些绿藻都可以用作生物炭的制备原料，由于自然环境中为了避免绿藻对鱼虾等其它水体动植物的影响往往会抑制绿藻的生长，因此生物炭所使用的绿藻会通过人工大量养殖；但是现有的生物炭所用的绿藻养殖方式较为常规，采收量比较常规，无法提高产量，且现有的生物炭无法起到很好的防止土壤中重金属扩散的功能。因此，本领域技术人员提供了一种利用绿藻制备生物炭的工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用绿藻制备生物炭的工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种利用绿藻制备生物炭的工艺，制备工艺包括以下步骤：
S1、绿藻养殖：将绿藻附着用的网帘四边都捆上木桩，将捆有木桩的网帘放置在绿藻养殖的湖中；将绿藻幼苗放置在网帘上，每隔三天在网帘上均匀浇撒营养液，在三十天后进行第一次采收，第一次采收后继续浇撒营养液，距离第一次采收十天后进行第二次采收，距离第二次采收十天后进行第三次采收，一共可以采收二十次；
S2、绿藻清洗：将采收的绿藻进行反复清洗，一共清洗三次去除异物；
S3、绿藻风干：将S2中的绿藻均匀铺放在篦子上进行自然风干，避免阳光照射：
S4、生物炭初步加工：将S3中的绿藻放在在烘箱中进行烘烤，去除水份，烘烤完成后置于粉碎机中进行粉碎，将粉末进行过筛；
S5、生物炭再次加工：将S4中的粉末与专用的改性剂共同放置在马弗炉中进行四次碳化，第一次碳化：将粉末与专用的改性剂组成的混合物放置于马弗炉中，运转马弗炉，使得马弗炉内部燃烧温度为250～350℃，将混合物内的半纤维素分解成二氧化碳、一氧化碳和少量醋酸物质，加热限定时间；第二次碳化：将马弗炉内部燃烧温度调节至350～500℃，混合物生成大量分解物，生成的液体产物中含有大量醋酸、甲醇和木焦油，生成的气体产物中二氧化碳含量减少，甲烷、乙烯可燃性气体增多，加热限定时间；第三次碳化：将马弗炉内部燃烧温度调节至500～650℃，加热中充入氧气，去除吸附物，加热限定时间；第四次碳化：将马弗炉内部燃烧温度调节至950～1050℃并通入水蒸汽、二氧化碳进行活化处理，限定加热时间；
S6、生物炭末次加工：将S5中第四次碳化后的产物取出并进行自然冷却，冷却后放入氯化锌溶液中进行浸泡，接着再放入马弗炉中进行加热，加热温度为550～700℃，加热3小时，加热完成后取出并自然冷却，冷却完成后放入粉碎机中进行粉碎，接着用HCL溶液清洗粉碎物并去除其中的灰分，再用蒸馏水进行清洗，清洗完成后放置在烘箱中进行烘烤，最后冷却即为成品生物炭。
作为本发明再进一步的方案：所述S1中的网帘长度为4米，宽度为3米，帘孔直径为10厘米。
作为本发明再进一步的方案：所述S1中的营养液的组成部分为3～5份硝酸铵、1～3份柠檬酸铁铵、1.5～4.5份磷酸二氢钾、6～8份尿素，所述S1中营养液的制备方法为：将3～5份硝酸铵、1～3份柠檬酸铁铵、1.5～4.5份磷酸二氢钾和6～8份尿素共同放入搅拌釜中进行充分搅拌混匀，混匀后取出放置在3℃且无光照的环境下进行保存。
作为本发明再进一步的方案：所述S3中的自然风干时间为2天，所述S4中的烘箱温度为75℃，所述S4中筛子的孔径为0.150毫米。
作为本发明再进一步的方案：所述S5中第一次碳化的限定时间为3.5小时，所述S5中第二次碳化的限定时间为4.5小时，所述S5中第三次碳化的限定时间为6小时，所述S5中第四次碳化的限定时间为3小时。
作为本发明再进一步的方案：所述S5中改性剂的组成部分为5～15份石灰、2～3份正磷酸盐、2～3份氧化铁、5～8份碳酸锌，所述S5中改性剂的制备方法为：将5～15份石灰、2～3份正磷酸盐、2～3份氧化铁和5～8份碳酸锌共同放入搅拌釜中进行充分搅拌混匀，混匀后直接使用。
作为本发明再进一步的方案：所述S6中氯化锌溶液的浸泡时间为6小时，所述S6中HCL溶液的浓度为1摩尔/升，所述S6中烘箱的温度为90℃，烘烤时间为8小时。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过设置有营养液，在常规的绿藻的养殖中添加了浇撒营养液的步骤，营养液由硝酸铵、柠檬酸铁铵、磷酸二氢钾和尿素组成，营养液的施加使得绿藻的生长量得到了极大的提高，常规的绿藻养殖最多只能从十月中旬到下一年五月中旬，最多半个月采收一次，只能采收十五次，而本发明中的绿藻则可以采收二十次，从而大大提高了生物炭的产量。
2、本发明通过设置有改性剂，在生物炭中添加了由石灰、正磷酸盐、氧化铁、碳酸锌组成的改性剂，这类改性剂可以加速有机物的分解，使铅、汞、砷等重金属固定在土壤中，降低了重金属在土壤中的迁移能力，使重金属变为难溶的化合物，这样受到重金属污染的区域不会扩散，很好的保护了其它区域的土壤，本发明中的生物炭具有很好的防重金属扩散的功能。
附图说明
图1为一种利用绿藻制备生物炭的工艺的流程图；
具体实施方式
请参阅图1，本发明实施例中，一种利用绿藻制备生物炭的工艺，制备工艺包括以下步骤：
S1、绿藻养殖：将绿藻附着用的网帘四边都捆上木桩，将捆有木桩的网帘放置在绿藻养殖的湖中；将绿藻幼苗放置在网帘上，每隔三天在网帘上均匀浇撒营养液，在三十天后进行第一次采收，第一次采收后继续浇撒营养液，距离第一次采收十天后进行第二次采收，距离第二次采收十天后进行第三次采收，一共可以采收二十次；
S2、绿藻清洗：将采收的绿藻进行反复清洗，一共清洗三次去除异物；
S3、绿藻风干：将S2中的绿藻均匀铺放在篦子上进行自然风干，避免阳光照射：
S4、生物炭初步加工：将S3中的绿藻放在在烘箱中进行烘烤，去除水份，烘烤完成后置于粉碎机中进行粉碎，将粉末进行过筛；
S5、生物炭再次加工：将S4中的粉末与专用的改性剂共同放置在马弗炉中进行四次碳化，第一次碳化：将粉末与专用的改性剂组成的混合物放置于马弗炉中，运转马弗炉，使得马弗炉内部燃烧温度为250～350℃，将混合物内的半纤维素分解成二氧化碳、一氧化碳和少量醋酸物质，加热限定时间；第二次碳化：将马弗炉内部燃烧温度调节至350～500℃，混合物生成大量分解物，生成的液体产物中含有大量醋酸、甲醇和木焦油，生成的气体产物中二氧化碳含量减少，甲烷、乙烯可燃性气体增多，加热限定时间；第三次碳化：将马弗炉内部燃烧温度调节至500～650℃，加热中充入氧气，去除吸附物，加热限定时间；第四次碳化：将马弗炉内部燃烧温度调节至950～1050℃并通入水蒸汽、二氧化碳进行活化处理，限定加热时间；
S6、生物炭末次加工：将S5中第四次碳化后的产物取出并进行自然冷却，冷却后放入氯化锌溶液中进行浸泡，接着再放入马弗炉中进行加热，加热温度为550～700℃，加热3小时，加热完成后取出并自然冷却，冷却完成后放入粉碎机中进行粉碎，接着用HCL溶液清洗粉碎物并去除其中的灰分，再用蒸馏水进行清洗，清洗完成后放置在烘箱中进行烘烤，最后冷却即为成品生物炭。
优选的，S1中的网帘长度为4米，宽度为3米，帘孔直径为10厘米。
优选的，S1中的营养液的组成部分为3～5份硝酸铵、1～3份柠檬酸铁铵、1.5～4.5份磷酸二氢钾、6～8份尿素，S1中营养液的制备方法为：将3～5份硝酸铵、1～3份柠檬酸铁铵、1.5～4.5份磷酸二氢钾和6～8份尿素共同放入搅拌釜中进行充分搅拌混匀，混匀后取出放置在3℃且无光照的环境下进行保存。
优选的，S3中的自然风干时间为2天，S4中的烘箱温度为75℃，S4中筛子的孔径为0.150毫米。
优选的，S5中第一次碳化的限定时间为3.5小时，S5中第二次碳化的限定时间为4.5小时，S5中第三次碳化的限定时间为6小时，S5中第四次碳化的限定时间为3小时。
优选的，S5中改性剂的组成部分为5～15份石灰、2～3份正磷酸盐、2～3份氧化铁、5～8份碳酸锌，S5中改性剂的制备方法为：将5～15份石灰、2～3份正磷酸盐、2～3份氧化铁和5～8份碳酸锌共同放入搅拌釜中进行充分搅拌混匀，混匀后直接使用。
优选的，S6中氯化锌溶液的浸泡时间为6小时，S6中HCL溶液的浓度为1摩尔/升，S6中烘箱的温度为90℃，烘烤时间为8小时。
为了更好地说明本发明的技术效果，通过下述实验进行阐述：
选用中国专利公开的一种利用藻渣/藻泥的水热炭化制备生物活性炭的方法(授权公告号CN105668564A)为对比例一；
选用中国专利公开的一种磁性微藻基生物炭的制备方法及其应用(授权公告号CN109876810B)为对比例二；
选用本发明为实施例。
建造三个长为3米，宽为0.5米，高为0.3米的实验池，分别标为A、B、C，池中铺满泥土并填实，在距离池内左侧表面0.1米，距离池内底面0.15米的位置处放置十个相同规格的干电池，接着使用对比例一中的生物炭对A中距离池内左侧表面0～0.5米的范围中进行铺设，铺设厚度为0.05米；使用对比例二中的生物炭对B中距离池内左侧表面0～0.5米的范围中进行铺设，铺设厚度为0.05米；使用本发明中的生物炭对C中距离池内左侧表面0～0.5米的范围中进行铺设，铺设厚度为0.05米；等待30天后，按照实验池的长度分别若干个区域，检测每个区域土壤中铅、汞、镉的含量，非污染土壤中铅含量为3～189mg/kg，非污染土壤中汞的含量为0～0.4mg/kg，非污染土壤中砷的含量为0～0.4mg/kg，得出表1：
表1
由上表可以得出：使用了对比例一的A、使用了对比例二的B和使用了实施例的0～0.5米的土壤范围中的铅、汞、砷的含量都差不多；
使用了对比例一的A池，在0～0.5米的范围到2.5～3米时，铅的含量从562mg/kg减少为447mg/kg，减少了115，使用了对比例二的B池，在0～0.5米的范围到2.5～3米时，铅的含量从567mg/kg减少为486mg/kg，减少了81，使用了实施例的C池，在0～0.5米的范围到2.5～3米时，铅的含量从564mg/kg减少为163mg/kg，减少了401；
使用了对比例一的A池，在0～0.5米的范围到2.5～3米时，汞的含量从1.9mg/kg减少为1.4mg/kg，减少了0.5，使用了对比例二的B池，在0～0.5米的范围到2.5～3米时，汞的含量从1.7mg/kg减少为1.3mg/kg，减少了0.4，使用了实施例的C池，在0～0.5米的范围到2.5～3米时，汞的含量从2.1mg/kg减少为0.2mg/kg，减少了1.9；
使用了对比例一的A池，在0～0.5米的范围到2.5～3米时，砷的含量从212mg/kg减少为159mg/kg，减少了53，使用了对比例二的B池，在0～0.5米的范围到2.5～3米时，铅的含量从220mg/kg减少为174mg/kg，减少了46，使用了实施例的C池，在0～0.5米的范围到2.5～3米时，铅的含量从217mg/kg减少为43mg/kg，减少了174；
由此可以分析得出：使用了本发明中生物炭的土壤中铅、汞、砷这类重金属的含量在越远离重金属起始端的区域时含量越低，本发明在生物炭中添加了由石灰、正磷酸盐、氧化铁、碳酸锌组成的改性剂，这类改性剂可以加速有机物的分解，使铅、汞、砷等重金属固定在土壤中，降低了重金属在土壤中的迁移能力，使重金属变为难溶的化合物，这样受到重金属污染的区域不会扩散，很好的保护了其它区域的土壤。
以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种利用绿藻制备生物炭的工艺，其特征在于，制备工艺包括以下步骤：
S1、绿藻养殖：将绿藻附着用的网帘四边都捆上木桩，将捆有木桩的网帘放置在绿藻养殖的湖中；将绿藻幼苗放置在网帘上，每隔三天在网帘上均匀浇撒营养液，在三十天后进行第一次采收，第一次采收后继续浇撒营养液，距离第一次采收十天后进行第二次采收，距离第二次采收十天后进行第三次采收，一共可以采收二十次；
S2、绿藻清洗：将采收的绿藻进行反复清洗，一共清洗三次去除异物；
S3、绿藻风干：将S2中的绿藻均匀铺放在篦子上进行自然风干，避免阳光照射：
S4、生物炭初步加工：将S3中的绿藻放在在烘箱中进行烘烤，去除水份，烘烤完成后置于粉碎机中进行粉碎，将粉末进行过筛；
S5、生物炭再次加工：将S4中的粉末与专用的改性剂共同放置在马弗炉中进行四次碳化，第一次碳化：将粉末与专用的改性剂组成的混合物放置于马弗炉中，运转马弗炉，使得马弗炉内部燃烧温度为250～350℃，将混合物内的半纤维素分解成二氧化碳、一氧化碳和少量醋酸物质，加热限定时间；第二次碳化：将马弗炉内部燃烧温度调节至350～500℃，混合物生成大量分解物，生成的液体产物中含有大量醋酸、甲醇和木焦油，生成的气体产物中二氧化碳含量减少，甲烷、乙烯可燃性气体增多，加热限定时间；第三次碳化：将马弗炉内部燃烧温度调节至500～650℃，加热中充入氧气，去除吸附物，加热限定时间；第四次碳化：将马弗炉内部燃烧温度调节至950～1050℃并通入水蒸汽、二氧化碳进行活化处理，限定加热时间；
S6、生物炭末次加工：将S5中第四次碳化后的产物取出并进行自然冷却，冷却后放入氯化锌溶液中进行浸泡，接着再放入马弗炉中进行加热，加热温度为550～700℃，加热3小时，加热完成后取出并自然冷却，冷却完成后放入粉碎机中进行粉碎，接着用HCL溶液清洗粉碎物并去除其中的灰分，再用蒸馏水进行清洗，清洗完成后放置在烘箱中进行烘烤，最后冷却即为成品生物炭。
2.根据权利要求1所述的一种利用绿藻制备生物炭的工艺，其特征在于，所述S1中的网帘长度为4米，宽度为3米，帘孔直径为10厘米。
3.根据权利要求1所述的一种利用绿藻制备生物炭的工艺，其特征在于，所述S1中的营养液的组成部分为3～5份硝酸铵、1～3份柠檬酸铁铵、1.5～4.5份磷酸二氢钾、6～8份尿素，所述S1中营养液的制备方法为：将3～5份硝酸铵、1～3份柠檬酸铁铵、1.5～4.5份磷酸二氢钾和6～8份尿素共同放入搅拌釜中进行充分搅拌混匀，混匀后取出放置在3℃且无光照的环境下进行保存。
4.根据权利要求1所述的一种利用绿藻制备生物炭的工艺，其特征在于，所述S3中的自然风干时间为2天，所述S4中的烘箱温度为75℃，所述S4中筛子的孔径为0.150毫米。
5.根据权利要求1所述的一种利用绿藻制备生物炭的工艺，其特征在于，所述S5中第一次碳化的限定时间为3.5小时，所述S5中第二次碳化的限定时间为4.5小时，所述S5中第三次碳化的限定时间为6小时，所述S5中第四次碳化的限定时间为3小时。
6.根据权利要求1所述的一种利用绿藻制备生物炭的工艺，其特征在于，所述S5中改性剂的组成部分为5～15份石灰、2～3份正磷酸盐、2～3份氧化铁、5～8份碳酸锌，所述S5中改性剂的制备方法为：将5～15份石灰、2～3份正磷酸盐、2～3份氧化铁和5～8份碳酸锌共同放入搅拌釜中进行充分搅拌混匀，混匀后直接使用。
7.根据权利要求1所述的一种利用绿藻制备生物炭的工艺，其特征在于，所述S6中氯化锌溶液的浸泡时间为6小时，所述S6中HCL溶液的浓度为1摩尔/升，所述S6中烘箱的温度为90℃，烘烤时间为8小时。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210488912.2A CN114933304B (zh) | 2022-05-06 | 2022-05-06 | 一种利用绿藻制备生物炭的工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210488912.2A CN114933304B (zh) | 2022-05-06 | 2022-05-06 | 一种利用绿藻制备生物炭的工艺 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114933304A true CN114933304A (zh) | 2022-08-23 |
| CN114933304B CN114933304B (zh) | 2024-01-12 |
Family
ID=82863679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210488912.2A Active CN114933304B (zh) | 2022-05-06 | 2022-05-06 | 一种利用绿藻制备生物炭的工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114933304B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110082749A (ko) * | 2010-01-12 | 2011-07-20 | 한밭대학교 산학협력단 | 가시광활성 활성탄 및 그의 제조방법 그리고 그를 이용한 필터 |
| EP2999682A1 (en) * | 2013-05-23 | 2016-03-30 | Accelergy Corporation | Producing fuels and biofertilizers from biomass |
| CN105797693A (zh) * | 2016-05-28 | 2016-07-27 | 湖南德宝恒嘉环保生物科技有限公司 | 一种用于去除水体中铅镉的磁性谷壳生物炭及其制备和应用方法 |
| CN108946727A (zh) * | 2017-05-19 | 2018-12-07 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 利用微藻-藻酸盐复合物制备活性炭的方法 |
| CN112174109A (zh) * | 2020-10-21 | 2021-01-05 | 海南热带海洋学院 | 一种海藻生物炭、其制备方法及应用 |
-
2022
- 2022-05-06 CN CN202210488912.2A patent/CN114933304B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110082749A (ko) * | 2010-01-12 | 2011-07-20 | 한밭대학교 산학협력단 | 가시광활성 활성탄 및 그의 제조방법 그리고 그를 이용한 필터 |
| EP2999682A1 (en) * | 2013-05-23 | 2016-03-30 | Accelergy Corporation | Producing fuels and biofertilizers from biomass |
| CN105797693A (zh) * | 2016-05-28 | 2016-07-27 | 湖南德宝恒嘉环保生物科技有限公司 | 一种用于去除水体中铅镉的磁性谷壳生物炭及其制备和应用方法 |
| CN108946727A (zh) * | 2017-05-19 | 2018-12-07 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 利用微藻-藻酸盐复合物制备活性炭的方法 |
| CN112174109A (zh) * | 2020-10-21 | 2021-01-05 | 海南热带海洋学院 | 一种海藻生物炭、其制备方法及应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 汪华;方程冉;王群;孙达;陈勇民;薛向东: "腐殖酸对生物炭吸附四环素的影响", 环境污染与防治, no. 004, pages 423 - 428 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114933304B (zh) | 2024-01-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1275912C (zh) | 利用养牛场有机废弃物生产肥料的方法 | |
| CN101691317B (zh) | 用茶籽粕生产杀螺型有机肥及其制备方法 | |
| CN108048100A (zh) | 硫磺基土壤改良剂的制备方法 | |
| CN103923967A (zh) | 一种秸秆的综合利用方法 | |
| CN104206716A (zh) | 生物有机水产养殖营养料粉剂及其制备方法 | |
| CN106278537A (zh) | 一种秸秆还田的方法 | |
| CN102584467A (zh) | 利用城市污泥制备的生物有机肥及其制备方法 | |
| CN103396179A (zh) | 一种利用生物质炭对水生植物快速堆肥的方法 | |
| CN107162739A (zh) | 蚓粪基生物有机肥的生产方法 | |
| CN106116719A (zh) | 一种环保高效型生物有机肥料 | |
| CN104099281A (zh) | 一种环保复合微生物菌剂 | |
| CN102783459B (zh) | 清香型白酒丢糟家蝇幼虫生态转化的方法 | |
| Ali et al. | Manure storage operations mitigate nutrient losses and their products can sustain soil fertility and enhance wheat productivity | |
| CN110054514A (zh) | 一种农业废弃物和畜禽粪污联合制备有机肥的方法 | |
| CN110372436A (zh) | 一种食用菌废菌棒制备生物炭基肥方法 | |
| Råberg et al. | Productivity in an arable and stockless organic cropping system may be enhanced by strategic recycling of biomass | |
| CN106083444A (zh) | 一种水稻专用的有机复合生物肥的制备方法 | |
| CN114933304B (zh) | 一种利用绿藻制备生物炭的工艺 | |
| CN108029503A (zh) | 脱毒马铃薯原原种专用生物有机基质的制备方法 | |
| CN110178614A (zh) | 一种（种植用）半基质覆盖物的组成配方 | |
| CN1264969C (zh) | 用于农业废弃物处理的发酵菌剂及其制备方法 | |
| Zhang et al. | Degradations of tannin and saponin and changes in nutrition during co-composting of shell and seed cake of Camellia oleifera Abel | |
| CN109006605A (zh) | 一种南美白对虾淡水生态养殖方法 | |
| CN104744089A (zh) | 一种复合菌剂和利用该复合菌剂发酵禽类排泄物制作的有机肥及其制作方法 | |
| CN106034734B (zh) | 一种提高毛木耳产量的栽培方法 |
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 |