一种高性能生物炭的制备方法与流程

1.本发明属于生物炭技术领域，具体涉及一种高性能生物炭的制备方法。


背景技术：

2.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。
3.生物炭跟一般的木炭一样是生物质能原料经热裂解之后的产物，其主要的成分是碳分子，生物炭在农业上使用生物炭也有长久的历史。
4.近些年因为排放二氧化碳、一氧化二氮及甲烷等温室气体造成气候变迁影响，让科学家开始重视生物炭之运用，因为它有助于借由生物炭封存的方式，捕捉与清除大气中的温室气体，将它转化成非常稳定的形式，并储存在土壤中达数千年之久。
5.此外，使用生物炭，可以增加20％的农业生产力、净化水质，并有助于减少化学肥料的使用。
6.现有的生物炭原料单一，同时制作步骤相对繁琐，需要耗费较多的精力和时间，且制备的生物炭效率较低，制作完成后的生物炭含量较低，仅在30
‑
55％之间，消耗的能源较多，所产生的生物炭质量较低，工作效率相对较低，同时还会产生一定的烟雾，间接的带来了污染，为此我们提出一种高性能生物炭的制备方法。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种高性能生物炭的制备方法，以解决上述背景技术中提出的现有的生物炭原料单一，同时制作步骤相对繁琐，需要耗费较多的精力和时间，且制备的生物炭效率较低，制作完成后的生物炭含量较低，仅在30
‑
55％之间，消耗的能源较多，所产生的生物炭质量较低等问题。
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高性能生物炭的制备方法，包括，
9.s1：获取生物原料，将生物原料清洗、风干后，进行破碎，接着将破碎物放置于容器内；
10.s2：在容器内添加酸水，使得酸水将破碎物浸过，放置周期时间后，将破碎物取出，并对破碎物进行烘干；
11.s3：将烘干后的破碎物进行粉碎，通过筛子进行过滤，并收集过滤后的粉末；
12.s4：将粉末放入少量混合液体，对其混合物进行搅拌，使得粉末定型，然后将混合物外部包裹铝箔纸，接着将定型后的混合物进行热分解；
13.s5：s4中热分解分为三个步骤，慢速碳化、中级碳化、快速碳化，慢速碳化：将铝箔纸包裹混合物放置于密封加热熔炉中，运转加热熔炉，使得加热熔炉内部燃烧温度为200
‑
300℃，加热限定时间；
14.s6：中级碳化：接着将加热熔炉内部燃烧温度调节至300
‑
450℃，加热限定时间；
15.s7：快速碳化：将加热熔炉内部燃烧温度调节至450
‑
600℃，加热限定时间；
16.s8：将快速碳化后的混合物从加热熔炉中取出，冷却5
‑
8h，接着对混合物进行破碎，将破碎后的混合物进行筛选，获取细碳粉；
17.s9：将细碳粉放置于容器内进行活化，将容器以及容易内细碳粉过高温水蒸气；
18.s10：将细碳粉脱水后进行干燥，获得产品炭。
19.优选的，所述s2中酸水为盐酸水，且所述盐酸水的浓度大于62％。
20.优选的，所述s2中放置的周期时间为8
‑
26h。
21.优选的，所述s2中筛子的过滤孔径大于200目。
22.优选的，所述s4中混合液体为盐酸溶液、淀粉酶、水的混合液。
23.优选的，所述s5中燃烧温度为210℃，加热限定时间为4h。
24.优选的，所述s6中燃烧温度为310℃，加热限定时间为4h。
25.优选的，所述s7中燃烧温度为510℃，加热限定时间为4h。
26.优选的，所述s8中冷却时间为8h。
27.优选的，所述s4中混合物进行搅拌时间为3
‑
6h，搅拌转速为200
‑
220r/min。
28.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
29.本方法使用简单便捷，可将多种生物材料进行使用，不再限制了生物炭原料单一的情况，进一步提高了制备效率，使得产量增加，本方法对加热温度要求较高，通过对不同时间段、不同混合物施加不同的温度，实现生物炭的成品较多，在同等原料的情况下，获得的生物炭产量更大，提高了工作效率，带来了一定的经济效益。
附图说明
30.图1为本发明的流程示意图；
31.图2为本发明的温度对比示意图；
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.实施例1
34.请参阅图1和图2，本发明提供一种技术方案：一种高性能生物炭的制备方法，包括，
35.s1：获取生物原料，将生物原料清洗、风干后，进行破碎，接着将破碎物放置于容器内；
36.s2：在容器内添加酸水，使得酸水将破碎物浸过，放置周期时间后，将破碎物取出，并对破碎物进行烘干；
37.s3：将烘干后的破碎物进行粉碎，通过筛子进行过滤，并收集过滤后的粉末；
38.s4：将粉末放入少量混合液体，对其混合物进行搅拌，使得粉末定型，然后将混合物外部包裹铝箔纸，接着将定型后的混合物进行热分解；
39.s5：s4中热分解分为三个步骤，慢速碳化、中级碳化、快速碳化，慢速碳化：将铝箔纸包裹混合物放置于密封加热熔炉中，运转加热熔炉，使得加热熔炉内部燃烧温度为200
‑
300℃，加热限定时间；
40.s6：中级碳化：接着将加热熔炉内部燃烧温度调节至300
‑
450℃，加热限定时间；
41.s7：快速碳化：将加热熔炉内部燃烧温度调节至450
‑
600℃，加热限定时间；
42.s8：将快速碳化后的混合物从加热熔炉中取出，冷却5
‑
8h，接着对混合物进行破碎，将破碎后的混合物进行筛选，获取细碳粉；
43.s9：将细碳粉放置于容器内进行活化，将容器以及容易内细碳粉过高温水蒸气；
44.s10：将细碳粉脱水后进行干燥，获得产品炭。
45.本实施例中，优选的，s2中酸水为盐酸水，且盐酸水的浓度为69％。
46.本实施例中，优选的，s2中放置的周期时间为12h。
47.本实施例中，优选的，s2中筛子的过滤孔径大于200目。
48.本实施例中，优选的，s4中混合液体为盐酸溶液、淀粉酶、水的混合液。
49.本实施例中，优选的，s5中燃烧温度为210℃，加热限定时间为4h。
50.本实施例中，优选的，s6中燃烧温度为310℃，加热限定时间为4h。
51.本实施例中，优选的，s7中燃烧温度为510℃，加热限定时间为4h。
52.本实施例中，优选的，s8中冷却时间为8h。
53.本实施例中，优选的，s4中混合物进行搅拌时间为3
‑
6h，搅拌转速为200
‑
220r/min。
54.实施例2
55.请参阅图1和图2，本发明提供一种技术方案：一种高性能生物炭的制备方法，包括，
56.s1：获取生物原料，将生物原料清洗、风干后，进行破碎，接着将破碎物放置于容器内；
57.s2：在容器内添加酸水，使得酸水将破碎物浸过，放置周期时间后，将破碎物取出，并对破碎物进行烘干；
58.s3：将烘干后的破碎物进行粉碎，通过筛子进行过滤，并收集过滤后的粉末；
59.s4：将粉末放入少量混合液体，对其混合物进行搅拌，使得粉末定型，然后将混合物外部包裹铝箔纸，接着将定型后的混合物进行热分解；
60.s5：s4中热分解分为三个步骤，慢速碳化、中级碳化、快速碳化，慢速碳化：将铝箔纸包裹混合物放置于密封加热熔炉中，运转加热熔炉，使得加热熔炉内部燃烧温度为200
‑
300℃，加热限定时间；
61.s6：中级碳化：接着将加热熔炉内部燃烧温度调节至300
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450℃，加热限定时间；
62.s7：快速碳化：将加热熔炉内部燃烧温度调节至450
‑
600℃，加热限定时间；
63.s8：将快速碳化后的混合物从加热熔炉中取出，冷却5
‑
8h，接着对混合物进行破碎，将破碎后的混合物进行筛选，获取细碳粉；
64.s9：将细碳粉放置于容器内进行活化，将容器以及容易内细碳粉过高温水蒸气；
65.s10：将细碳粉脱水后进行干燥，获得产品炭。
66.本实施例中，优选的，s2中酸水为盐酸水，且盐酸水的浓度为78％。
67.本实施例中，优选的，s2中放置的周期时间为20h。
68.本实施例中，优选的，s2中筛子的过滤孔径大于200目。
69.本实施例中，优选的，s4中混合液体为盐酸溶液、淀粉酶、水的混合液。
70.本实施例中，优选的，s5中燃烧温度为290℃，加热限定时间为4h。
71.本实施例中，优选的，s6中燃烧温度为390℃，加热限定时间为4h。
72.本实施例中，优选的，s7中燃烧温度为590℃，加热限定时间为4h。
73.本实施例中，优选的，s8中冷却时间为5h。
74.本实施例中，优选的，s4中混合物进行搅拌时间为3
‑
6h，搅拌转速为200
‑
220r/min。
75.由此可得出：当生物炭的各项参数为实施例2中的参数时，生物炭的产量较大，在同等原料的情况下，获得的生物炭产量更大，提高了工作效率，带来了一定的经济效益。
76.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
77.以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。