CN1247739C - 用农作物秸秆制取秸秆炭和秸秆醋液的方法 - Google Patents

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Abstract

用农作物秸秆制取秸秆炭和秸秆醋液的方法是一种通过高温热解制取农作物秸秆炭及相应的液体产物——草醋液的方法，其制取的步骤为：将农作物秸秆装入干馏釜内，通过在高温300℃-600℃、时间为4-12h隔绝氧气或限制性地供给氧气的条件下热解反应，经过干燥、预炭化、炭化、煅烧阶段，固体经冷却得到秸秆炭，热解气体经气液分离得到秸秆醋液和可燃气体，可燃气体再回送到燃烧室内给热解反应提供热源。本方法在生产过程中不会产生污染，所有的产物都能加以利用。秸秆炭可以制成农作物和果树的复合肥料、改善土壤板结、调节土壤水分等土壤改良剂、化肥及农药的缓释剂等；秸秆醋液经过加工可以制成农作物和各种果树的叶面肥。

Description

用农作物秸秆制取秸秆炭和秸秆醋液的方法
                          技术领域
本发明是一种通过高温热解的方法制取农作物秸秆炭及相应的液体产物--秸秆醋液的方法，涉及农作物秸秆综合、高效利用的技术领域。
其特征是将农作物秸秆中的任何一种秸秆，并将秸秆炭制成农作物和各种果树的复合肥料、改善土壤板结、调节土壤水分等土壤改良剂、化肥及农药的缓释剂等；秸秆醋液经过加工可以制成农作物和各种果树的叶面肥(具有防虫、防病及植物生长调节等功效)、消毒液及牲畜、家禽场所的除臭剂。
                          背景技术
据估算，我国现有15亿亩耕地，全国农作物副产的秸秆每年约有6亿吨左右，其中可收集利用的约4.8亿吨以上，但目前国内对这些秸秆的开发利用率还很低，现有的农作物秸秆利用主要包括秸秆气化、秸秆作为畜牧业的饲料及作为柴草烧掉或被农民遗弃在田间地头、或干脆被直接点火在地头烧掉作草木灰使用。秸秆气化生产可燃气，由于投资成本较高，目前单靠农民投资无法推广，主要靠政府扶持；秸秆作为柴草烧掉或直接点火在地头烧掉作草木灰使用，除了造成资源的大量浪费，还造成对环境的污染。另一方面，随着现代农业的发展和绿色环境保护运动的加强，采用复合化肥替代单一的工业化肥越来越受到国家和农民的欢迎与重视，研究生产富含农作物生长必须的氮、磷、钾等元素，有效保持土壤肥沃，防止土壤板结、退化及PH值失调，一直是农民们迫切所需要。
目前尚无有关农作物秸秆(包括稻草、麦草、玉米秆、高梁秆、豆秸、花生秸、棉秆、薯藤等)通过热解的方法制取农作物秸秆炭和秸秆醋液的研究报告。
                          发明内容
技术问题：本发明目的是提供一种用农作物秸秆制取秸秆炭和秸秆醋液的方法，解决农作物秸秆的利用率低、经济效益差、污染环境等缺点。
技术方案：本发明是一种农作物秸秆高效利用的方法，其技术解决方案为：将农作物秸秆(包括稻草、麦草、玉米秆、高梁秆、豆秸、花生秸、棉秆、薯藤等)中的任何一种原料秸秆装入干馏釜内，通过在高温300℃-600℃、时间为4-12h、隔绝氧气或限制性地供给氧气的条件下热解反应，经过干燥、预炭化、炭化、煅烧阶段，固体经冷却得到秸秆炭，热解气体经气液分离得到秸秆醋液和可燃气体，经气液分离得到的可燃气体再回送到干馏釜内给热解反应提供热源。
技术效果：用此方法加工的最大特点是：生产过程中的原料为农作物秸秆(可再生生物质资源)，产品为农作物秸秆炭和秸秆醋液(环境友好产品)，符合绿色化学的要求和可持续性发展的方向。秸秆炭的得率为30％-50％，秸秆醋液得率为53％-34％。
将秸秆炭制成农作物和各种果树的复合肥料，增加土壤肥效，也可以起到改善土壤板结、调节土壤水分、pH值等土壤改良剂和化肥、农药的缓释剂等；将秸秆醋液加工可以成农作物和各种果树的叶面肥(具有防虫、防病及植物生长调节等功效)、消毒液及牲畜、家禽场所的除臭剂等。
                          附图说明
图1是本发明用农作物秸秆高效制取秸秆炭和秸秆醋液的工艺流程示意图。
                        具体实施方式
用农作物秸秆制取秸秆炭和秸秆醋液的方法为：将农作物秸秆装入干馏釜内，通过在高温300℃-600℃、时间为4-12h隔绝氧气或限制性地供给氧气的条件下热解反应，经过干燥、预炭化、炭化、煅烧阶段，固体经冷却得到秸秆炭，热解气体经气液分离得到秸秆醋液和可燃气体，气液分离得到的可燃气体再回送到燃烧室内给热解反应提供热源。
实施例1：
将稻草原料装入干馏釜内，用最终炭化温度为300℃，时间为4.5h的热解工艺制取稻草炭和草醋液，固体经冷却得到稻草炭，热解气体经气液分离得到草醋液和可燃气体，气液分离得到的可燃气体再回送到燃烧室内给热解反应提供热源。
稻草炭的得率为48.23％，草醋液得率为33.46％
300℃，时间为4.5h的热解工艺制取稻草炭的化学组成：
灰分                     36.23％
挥发分                   23.45％
固定碳                   40.32％
实施例2：
将稻草原料装入干馏釜内，用最终炭化温度为500℃，时间为5h的热解工艺制取稻草炭和草醋液，固体在干馏釜内经冷却得到稻草炭；热解气体经气液分离得到草醋液和可燃气体，经气液分离得到的可燃气体再回送到燃烧室内给热解反应提供热源。
稻草炭的得率为38.00％，草醋液得率为36.00％。
稻草炭的元素组成：
K                         3.10％
Na                        2718.02mg/kg
Ca                        1.30％
N                         8180mg/kg
Mg                        2866.28mg/kg
Zn                        39.18mg/kg
Fe                        818.42mg/kg
Cu                        23.39mg/kg
P                         3957.57mg/kg
Al                        833.41mg/kg
Ni                        16.64mg/kg
B                         60.42mg/kg
Mn                        1171.13mg/kg
Ba                        100.83mg/kg
Si                        28.5％
C                         37％
稻草炭的比表面积为71.00m2/g；经中国科学院南京土壤研究所测试稻草炭对化肥具有缓释效果。
实施例3：
将玉米秆原料装入干馏釜内，用最终炭化温度为500℃，时间为5h的热解工艺制取玉米秆炭和玉米秆醋液，固体经冷却得到玉米秆炭，热解气体经气液分离得到玉米秆醋液和可燃气体，经气液分离得到的可燃气体再回送到燃烧室内给热解反应提供热源。
玉米秆炭的得率为30.00％，玉米秆醋液得率为37.00％
玉米秆炭化学组成：
灰分                      9.03％
挥发分                    16.16％
固定碳                    74.81％
实施例4：
将稻草原料装入干馏釜内，用最终炭化温度为600℃，时间为6h的热解工艺制取稻草炭和草醋液，固体经冷却得到稻草炭，热解气体经气液分离得到草醋液和可燃气体，气液分离得到的可燃气体再回送到燃烧室内给热解反应提供热源。
稻草炭的得率为34.36％，草醋液得率为45.28％
300℃，时间为4.5h的热解工艺制取稻草炭炭化学组成：
灰分                        41.09％
挥发分                      9.30％
固定碳                      49.61％

Claims (2)

1、一种用农作物秸秆制取秸秆炭和秸秆醋液的方法，其特征在于制取的步骤为：将农作物秸秆装入干馏釜内，通过温度在300℃、时间为4-12h隔绝氧气或限制性地供给氧气的条件下热解反应，经过干燥、预炭化、炭化、煅烧阶段，固体经冷却得到秸秆炭，热解气体经气液分离得到秸秆醋液和可燃气体。
2、根据权利要求1所述的用农作物秸秆制取秸秆炭和秸秆醋液的方法，其特征在于经气液分离得到的可燃气体再回送到燃烧室内给热解反应提供热源。
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PB01 Publication
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Assignee: Danyang Huafa Environmental Protection Machinery Co., Ltd.

Assignor: Nanjing Forestry University

Contract record no.: 2012320000731

Denomination of invention: Method for preparing stalk charcoal and stalk vinegar liquid form stalks of cropper

Granted publication date: 20060329

License type: Exclusive License

Open date: 20050112

Record date: 20120607

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Granted publication date: 20060329

Termination date: 20160326

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