CN117106472A - 一种生物质炭的制作方法及综合利用技术 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种生物质炭的制作方法及综合利用技术，将竹木边角废料经粉碎机粉碎，由造粒机将粉碎的竹木碎料制成生物质颗粒，将生物质颗粒加入到厌氧热解炉进行炭化，制成生物质炭化颗粒，在炭化过程中产生的高温热解气体一部分又重新回到厌氧热解炉，用于对新加入的生物质颗粒进行加热和炭化；另一部分高温热解气体送到锅炉，加热锅炉中的水，锅炉产生的蒸汽用于发电，而转变成电能；生物质炭化颗粒的一部分被制成热值高，在燃烧时污染少的环保炭，最后作为燃料包装、入库；另一部分生物质炭化颗粒再通过活化、精制和研磨制成烟花炭、硬炭、电容炭，用作制造超级电容、电池的重要原料。它使被废弃的竹木边角废料得到最大限度的利用和提升。
Description
技术领域
本发明涉及生物质颗粒生产技术领域，特别涉及一种生物质炭的制作方法及综合利用技术。
背景技术
根据国家《2030年前碳达峰行动方案》要求，到2025年，非化石能源消费比重达到20%左右，单位国内生产总值能源消耗比2020年下降13.5%，单位国内生产总值二氧化碳排放比2020年下降18%。要大力发展新能源。因地制宜发展生物质发电、生物质能清洁供暖和生物天然气。我单位作为木业企业，每天都会产生许多木材的边角料、木屑等木质废料，产生蒸汽再发电和供暖等。在通常情况下这些木质废料直接作为燃料燃烧掉，这会对环境造成污染。许多企业开始将类似的木质废料制成生物质压缩块或颗粒后用作燃料。但即便如此，这些生物质在燃烧的过程中，还是会对环境造成较大的污染。近年来，又有将生物质颗粒通过炭化装置进行炭化加工，制成生物质颗粒炭，改善了生物质的燃烧性能，也减少了污染。但在整个炭化过程中普遍工艺粗放，材料蕴含的能量没有被完全合理的利用，炭化后的产品档次偏低。如果对生物质炭的制作方法进一步改进和优化，炭化物产品的档次进一步提高，使得木质废料得到更有效的利用，这将会更好地迎合国家碳达峰行动方案的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种将竹、木质废料制成一种对环境污染小，热值高、经济价值高的生物质炭，并在生物质炭的制作过程中充分的综合利用材料价值，产生的可燃气、热量用于生产蒸汽或发电。
为了达到上述要求，本发明的技术方案其特征依次是：将竹木边角废料经粉碎机粉碎，由造粒机将粉碎的竹木碎料制成生物质颗粒，将生物质颗粒加入到厌氧热解炉进行炭化，制成生物质炭化颗粒，在炭化过程中产生的高温热解气体一部分又重新回到厌氧热解炉，用于对新加入的生物质颗粒进行加热和炭化；另一部分高温热解气体送到锅炉，加热锅炉中的水，锅炉产生的蒸汽用于发电，而转变成电能；生物质炭化颗粒的一部分被制成热值高，在燃烧时污染少的环保炭，最后作为燃料包装、入库；另一部分生物质炭化颗粒再通过活化、精制和研磨制成烟花炭、硬炭、电容炭，用作制造超级电容、电池的重要原料。
所述的造粒机，包括一环形模具，在环形模具的底部制有直径4-16毫米的通孔，在环形模具中安装有绕环形模具转动的压辊，在造粒时，将竹木碎料倒在环形模具中，竹木碎料通过压辊的挤压，在通孔中被压实和挤出，制成密实的生物质颗粒，并下落到环形模具下面的接料盘中。
所述的厌氧热解炉，其特征在于厌氧热解炉的一侧设置有提斗式压缩颗粒运输机，厌氧热解炉由内外两层结构镶套而成，厌氧热解炉包括炉内外套壁、环形气道、炭仓和下料口，下料口底部设置有机动开关板，下料口底部与螺旋运输机的连接，螺旋运输机的端口设置有回转阀。
厌氧热解炉的内部从上至下依次为进料区、干燥区、热解反应区、氧化区、还原区，其中氧化反应区、还原区位于环形气道百叶窗板区域，干燥区、热解反应区位于光滑钢板区域，环形气道连接可燃气出口。
生物质颗粒在经过干燥区被热解汽加热干燥，干燥处理后进入热解反应区中，利用热解反应区内部的高温对生物质颗粒进行热解，经过热解反应区的生物质颗粒送入氧化反应区中，在氧化反应区中的生物质颗粒经过厌氧燃烧温度达到800℃-1000℃，之后变成生物质炭化颗粒，接着生物质炭化颗粒进入到还原区中进行冷却还原处理，热解反应产生的高温燃气导出到厌氧热解炉的外部。
所述的活化、精制和研磨是将在生物质炭化颗粒粉碎后，加入水和过氧化氢，在水热釜中180℃～220℃保持2～3小时，烘干；将水热原料炭粉与活化剂、助活化剂混合，活化，研磨；将活化后的混合料在850℃～880℃保温1～1.5小时，降至室温；再经水洗、酸洗、水洗、烘干、研磨，得到电容炭。
根据上述方案设计的一种生物质炭的制作方法及综合利用技术，在生物质颗粒制成生物质炭化颗粒时，在厌氧热解炉进行炭化过程中产生的高温热解气体能得到利用：一是高温热解气体从新回到厌氧热解炉，用于对新加入的生物质颗粒进行加热和炭化，减少厌氧热解炉对能量的消耗；二是高温热解气体输送给加热锅炉，产生蒸汽，用于发电，从而转变成电能，使得在制作过程中产生的热量得到全面的回收和利用，达到碳达峰目标。在通常的生物质颗粒制成后，再将其炭化，制成生物质炭，减少了生物质颗粒直接作为燃料燃烧时产生的污染。另外，如果将这些生物质炭再通过活化、精制和研磨制成电容炭，可用作制造超级电容的重要原料，提升了生物质炭的档次。而超级电容具有充、放电速度快，电储能容量大，尤其是当今及以后作为电动车辆的高储能装置，对于车辆减少化石能源消耗，降低环境污染，提高车辆续航能力都有着巨大的发展空间。以上无论在生物质炭的制作过程中，还是在生物质炭综合利用方面，都环绕了节能和环保，并且使得平时被废弃的竹木边角废料得到最大限度的利用和提升，为国家碳达峰目标的实现作了努力。
附图说明
图1是本发明一种生物质炭的制作方法及综合利用技术的工艺框图。
实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的描述。
图1是本发明的一种生物质炭的制作方法及综合利用技术的工艺框图。从图中看出， 将竹木边角废料经粉碎机粉碎，由造粒机将粉碎的竹木碎料制成生物质颗粒，将生物质颗粒加入到厌氧热解炉进行炭化，制成生物质炭化颗粒，在炭化过程中产生的高温热解气体一部分从新回到厌氧热解炉，用于对新加入的生物质颗粒进行加热和炭化；另一部分高温热解气体送到锅炉，加热锅炉中的水，锅炉产生的蒸汽用于发电，而转变成电能；生物质炭化颗粒的一部分被制成热值高，在燃烧时污染少的环保炭，最后作为燃料包装、入库；另一部分生物质炭化颗粒再通过活化、精制和研磨制成电容炭，用作制造超级电容的重要原料。所述的造粒机包括一环形模具，在环形模具的底部制有直径4-16毫米的通孔，在环形模具中安装有绕环形模具转动的压辊，在造粒时，将竹木碎料倒在环形模具中，竹木碎料通过压辊的挤压，在通孔中被压实和挤出，制成密实的生物质颗粒，并下落到环形模具下面的接料盘中。所述的厌氧热解炉，其特征在于厌氧热解炉的一侧设置有提斗式压缩颗粒运输机，厌氧热解炉由内外两层结构镶套而成，厌氧热解炉包括炉内外套壁、环形气道、炭仓和下料口，下料口底部设置有机动开关板，下料口底部与螺旋运输机的连接，螺旋运输机的端口设置有回转阀。厌氧热解炉的内部从上至下依次为进料区、干燥区、热解反应区、氧化区、还原区，其中氧化反应区、还原区位于环形气道百叶窗板区域，干燥区、热解反应区位于光滑钢板区域，环形气道连接可燃气出口。生物质颗粒在经过干燥区被热解汽加热干燥，干燥处理后进入热解反应区中，利用热解反应区内部的高温对生物质颗粒进行热解，经过热解反应区的生物质颗粒送入氧化反应区中，在氧化反应区中的生物质颗粒经过厌氧燃烧温度达到800℃-1000℃，之后变成生物质炭化颗粒，接着生物质炭化颗粒进入到还原区中进行冷却还原处理，热解反应产生的高温燃气导出到厌氧热解炉的外部。所述的活化、精制和研磨是将在生物质炭化颗粒粉碎后，加入水和过氧化氢，在水热釜中180℃～220℃保持2～3小时，烘干；将水热原料炭粉与活化剂、助活化剂混合，活化，研磨；将活化后的混合料在850℃～880℃保温1～1.5小时，降至室温；再经水洗、酸洗、水洗、烘干、研磨，得到电容炭。
以上所举的例子仅为本发明的较佳实施例而已，但并不限定本发明实施的范围。凡依本申请范围所作的均等变化与修饰仍属本发明所涵盖的保护范围。
Claims (3)
1.一种生物质炭的制作方法及综合利用技术，其特征依次是：将竹木边角废料经粉碎机粉碎，由造粒机将粉碎的竹木碎料制成生物质颗粒，将生物质颗粒加入到厌氧热解炉进行炭化，制成生物质炭化颗粒，在炭化过程中产生的高温热解气体一部分又重新回到厌氧热解炉，用于对新加入的生物质颗粒进行加热和炭化；另一部分高温热解气体送到锅炉，加热锅炉中的水，锅炉产生的蒸汽用于发电，而转变成电能；生物质炭化颗粒的一部分被制成热值高，在燃烧时污染少的环保炭，最后作为燃料包装、入库；另一部分生物质炭化颗粒再通过活化、精制和研磨制成烟花炭、硬炭、电容炭，用作制造超级电容、电池的重要原料。
2.根据权利要求1所述的一种生物质炭的制作方法及综合利用技术，其特征是所述的造粒机，包括一环形模具，在环形模具的底部制有直径4-16毫米的通孔，在环形模具中安装有绕环形模具转动的压辊，在造粒时，将竹木碎料倒在环形模具中，竹木碎料通过压辊的挤压，在通孔中被压实和挤出，制成密实的生物质颗粒，并下落到环形模具下面的接料盘中。
3.根据权利要求1所述的一种生物质炭的制作方法及综合利用技术，其特征是所述的活化、精制和研磨是将在生物质炭化颗粒粉碎后，加入水和过氧化氢，在水热釜中180℃～220℃保持2～3小时，烘干；将水热原料炭粉与活化剂、助活化剂混合，活化，研磨；将活化后的混合料在850℃～880℃保温1～1.5小时，降至室温；再经水洗、酸洗、水洗、烘干、研磨，得到电容炭。
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Cited By (1)
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| CN117699797A (zh) * | 2023-12-28 | 2024-03-15 | 浙江佶竹生物科技有限公司 | 一种竹制活性炭及其生产工艺 |
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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