(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710874068.6
(22)申请日 2017.09.25
(66)本国优先权数据
201710257915.4 2017.04.19 CN
(71)申请人 北京三聚绿能科技有限公司
地址 100080 北京市海淀区人民大学北路
led电子显示屏制作
33号1号楼大行基业大厦906
(72)发明人 田然 张少明 李泓 付兴国
李超 李洁静
(74)专利代理机构 北京三聚阳光知识产权代理
有限公司 11250
代理人 李静
(51)Int.Cl.
C10B 53/02(2006.01)
C10B 57/00(2006.01)
C10C 5/00(2006.01)C10K 1/02(2006.01)C10K 1/10(2006.01)C05D 9/00(2006.01)C05G 3/00(2006.01)C05G 3/02(2006.01)C05G 3/04(2006.01) (54)发明名称弹簧绳
(57)摘要
本发明涉及生物质利用技术领域，具体提供
了一种炭基肥用制备高品质生物质炭并联产木
醋液的工艺。本发明通过采用中低温裂解的方
式，得到了孔道丰富的高品质生物质炭和木醋
最大化的保留了生物质中的有机碳；通过对喷淋
浪费和烟气污染，进一步将低浓度的木醋液作为
本级喷淋剂循环使用，使木醋液中有效成分积
累。通过将所得木醋液喷淋至所得生物质炭上，
不仅能够增强生物质炭杀菌、驱虫的作用，还赋
予了生物质炭营养成分。权利要求书1页 说明书8页 附图1页CN 107541227 A 2018.01.05
C N 107541227
A
1.一种制备高品质生物质炭并联产木醋液的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将生物质颗粒在绝氧条件下干燥、炭化，得到生物质炭化产物；
(2)对所述生物质炭化产物进行气固分离，得到生物质气和生物质炭，将所述生物质炭进行粉碎和冷却；
(3)所述生物质气经过除尘后依次进行串联的一级喷淋、二级喷淋，收集喷淋液并采用沉降的方式对其进行相分离，所得水相即为第一木醋液。
(4)喷淋净化后的气体再经气液分离，所得液相即为第二木醋液。
(5)收集所述第一木醋液和所述第二木醋液，混合即得到木醋液产品。
2.根据权利要求1所述的制备高品质生物质炭并联产木醋液的工艺，其特征在于，所述步骤(3)中，将所述第一木醋液冷却后作为本级喷淋操作的喷淋剂循环使用；
机顶盒支架当一级喷淋液分离得到的第一木醋液的pH＜5.5时，收集所述第一木醋液，与所述第二木醋液混合作为木醋液产品，同时将由二级喷淋液分离得到的第一木醋液用作一级喷淋剂，并补充新鲜水用作二级喷淋剂。
3.根据权利要求1或2所述的制备高品质生物质炭并联产木醋液的工艺，其特征在于，所述炭化的温度为350～650℃，所述炭化的时间为30～90min。
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备高品质生物质炭并联产木醋液的工艺，其特征在于，优选的，所述炭化的温度为450～650℃。
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5.根据权利要求1-4任一项所述的制备高品质生物质炭并联产木醋液的工艺，其特征在于，在所述步骤(1)中，采用梯度升温的方式进行炭化，炭化温度依次为(450℃～500℃)、(500℃～580℃)、(580℃～600℃)，且相邻温度区间温度差不少于10℃。
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备高品质生物质炭并联产木醋液的工艺，其特征在于，所述步骤(2)中采用沉降的方式实现气固分离，采用冷却、粉碎、再次冷却的方式进行生物质炭的粉碎和冷却处理。
7.根据权利要求1-6任一项所述的制备高品质生物质炭并联产木醋液的工艺，其特征在于，所述步骤(2)中冷却后的生物质炭的温度≤80℃；
所述一级喷淋的喷淋剂温度为(40～50℃)，所述二级喷淋的喷淋剂温度为(20～35℃)。
8.根据权利要求1-7任一项所述的制备高品质生物质炭并联产木醋液的工艺，其特征在于，所述步骤(3)中采用水作为初始喷淋剂，由所述一级喷淋液相分离得到的木醋液浓度始终高于由所述二级喷淋液相分离得到的木醋液浓度。
9.根据权利要求1-8任一项所述的制备高品质生物质炭并联产木醋液的工艺，其特征在于，所述步骤(3)中沉降的时间为10～60min。
10.根据权利要求1-9任一项所述的制备高品质生物质炭并联产木醋液的工艺，其特征在于，所述炭化、气固分离、除尘、喷淋及气液分离的操作压力均为-4kPa～3kPa。
11.根据权利要求1-10任一项所述的高品质生物质炭的制备工艺，其特征在于，取所述步骤(5)中的所述木醋液产品，部分喷淋至经冷却的所述生物质炭上以制备土壤改良剂或炭基肥。
12.根据权利要求1-11任一项所述的高品质生物质炭的制备工艺，其特征在于，所述生物质为玉米芯、甘蔗渣或二者的混合物。
权 利 要 求 书1/1页CN 107541227 A
一种制备炭基肥用高品质生物质炭并联产木醋液的工艺
技术领域
[0001]本发明属于生物质利用领域，具体涉及一种炭基肥用制备高品质生物质炭并联产木醋液的工艺。
背景技术
[0002]由于无机肥料见效快，营养组分容易把握，绝大多数农田中均施用无机肥料对作物进行营养补充。然而，无机肥料的长期施用会带来土壤板结和土壤盐碱化等问题，这不利于农业的可持续发展。有机肥料保水保墒，还能改良土壤的品质，但因其见效慢、储存和输送成本高，在我国农业中的应用并不广泛。例如，虽然小麦、玉米等作物的秸秆可以作为有机肥料直接还田，但由于其需要长时间发酵才能释放出可被作物利用的成分，所以在我国大多数地区采取将秸秆就地焚烧，制得草木灰后再进行施用的处理方式。但是秸秆焚烧产生的大量烟气，不仅是一种能源浪费，还会带来严重的空气污染。
[0003]为此，可采用热解炭化技术将秸秆等生物质进行集中处理后，再用来制备肥料。生物质热裂解技术相当于将生物质的自然降解过程在短时间内加速完成，其所得的生物炭富含微孔并保留了原秸秆中的部分营养物质，使其不但可以补充土壤的有机物含量，还可以有效地保存水分和养料，提高土壤肥力，因此，现有技术中将其与其它成分复配，以制作炭基肥或土壤改良剂，例如，中国专利文献CN
105384579A公开了一种盐碱水稻专用炭基有机肥及其应用，该技术在无氧条件下将生物质原料裂解炭化得到生物质炭，然后再配以鸡粪、木醋液等制备得到颗粒炭基肥。其目的在于，通过生物质炭的特殊结构降低盐碱土的容重，提高盐碱土的持水、透水和透气性，增加土壤微生物含量和保水保肥能力，以改良水稻盐碱土较差的理化性质。由此可见，生物质炭的结构对炭基肥的性能具有重要的影响，其微孔的大小及数量、生物质炭中原有有机成分的保留量及保留形式对最终形成的炭基肥性能均具有显著的影响。然而，该技术并未提到炭化产生的气相副产物如何处理，生物质炭化的气相副产物中仍含有大量有机质，例如其中所含有的木醋液组分，具有杀菌、抗菌的作用，可应用于有机农业栽培，若将其直接排放必然造成生物资源的浪费和环境的污染。
[0004]因此，如何制备得到孔隙丰富且尺寸合适的炭基肥用高品质生物质炭，保留原有机成分，提高生物质炭收率，并同时将制备生物质炭时所产生的气相副产物收集利用，避免生物质资源的浪费，是目前本领域重点关注的问题。
发明内容
[0005]本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中炭基肥用生物质炭收率较低、孔隙过大的缺陷，进而提供一种炭基肥用高品质生物质炭的制备工艺，并同时最大限度的利用生物质资源，避免能源浪费。
[0006]本发明为达到上述目的采取如下技术方案：
[0007]一种制备高品质生物质炭并联产木醋液的工艺，包括以下步骤：
[0008](1)将生物质颗粒在绝氧条件下干燥、炭化，得到生物质炭化产物；
[0009](2)对所述生物质炭化产物进行气固分离，得到生物质气和生物质炭，将所述生物质炭进行粉碎和冷却；
[0010](3)所述生物质气经过除尘后依次进行串联的一级喷淋、二级喷淋，分离喷淋液得到木醋液；将所述木醋液冷却后作为本级喷淋操作的喷淋剂循环使用；
[0011]当一级喷淋液分离得到的木醋液的pH＜5.5时，收集所述木醋液作为木醋液产品，同时将由二级喷淋液分离得到的木醋液用作一级喷淋剂，并补充新鲜水用作二级喷淋剂；[0012](4)喷淋净化后的气体再经气液分离，得到少量木醋液。
[0013]所述炭化的温度为350～650℃，所述炭化的时间为30～90min。
[0014]优选的，所述炭化的温度为450～650℃。
[0015]在所述步骤(1)中，采用梯度升温的方式进行炭化，炭化温度依次为(450℃～500℃)、(500℃～580℃)、(580℃～600℃)。
[0016]所述步骤(2)中采用沉降的方式实现气固相分离，采用冷却、粉碎、再次冷却的方式进行生物质炭的粉碎和冷却处理，所述冷却的方式为水冷。
[0017]所述步骤(2)中冷却后的生物质炭的温度≤80℃；
[0018]所述一级喷淋的喷淋剂温度为(40～50℃)，所述二级喷淋的喷淋剂温度为(20～35℃)。
[0019]所述步骤(3)中采用水作为初始喷淋剂，由所述一级喷淋液相分离得到的木醋液浓度始终高于由所述二级喷淋液相分离得到的木醋液浓度。
[0020]所述步骤(3)中采用沉降的方式实现相分离，沉降时间为10～60min，收集水相作为木醋液。
[0021]所述炭化、气固分离、除尘、喷淋及气液分离的操作压力均为-4kPa～3kPa。[0022]将步骤(3)中所述木醋液产品，取部分喷淋至经冷却的所述生物质炭上以制备土壤改良剂或炭基肥。
[0023]收集步骤(4)中所述气液分离得到的少量木醋液，将其并入所述木醋液产品，共同喷淋至所述生物质炭以制备土壤改良剂或炭基肥。
[0024]所述生物质为玉米芯、甘蔗渣或二者的混合物。
[0025]本发明所提供的技术方案具有以下优点：
[0026] 1.本发明提供的炭基肥用制备高品质生物质炭并联产木醋液的工艺，采用绝氧条件下热裂解的方式，得到了孔道丰富的高品质生物质炭和木醋液。通过在绝氧条件下对生物质原料进行炭化，最大化的保留了生物质中的有效成分，所得生物质炭收率达到32～35％；通过对气相炭化产物进行串联的一、二级喷淋和气液分离处理避免了燃烧带来的能源浪费和烟气污染；通过对喷淋液的相分离操作木醋液，进一步将低浓度的木醋液作为本级喷淋剂循环使用，使木醋液中有效成分积累。
[0027] 2.本发明提供的炭基肥用制备高品质生物质炭并联产木醋液的工艺，通过限定热解温度为450～600℃，进一步限定炭化的三个温区，获得了更高品质的生物质炭，由此生物质炭制得的炭基肥缓释效果好，肥效持久；通过将所得木醋液喷淋至所得生物质炭上，不仅能够增强生物质炭杀菌、驱虫的作用，还赋予了生物质炭营养成分；通过设置合理的喷淋液温度和液气比，减少了耗水量，并获得了较高的木醋液浓度；通过将炭化、气固分离、除尘、喷淋及气液分离的操作压力维持在-4kPa～3kPa，并结合液相密封和缓冲处理，保证了整个
体系的全密闭及绝氧环境，避免污染。
[0028] 3.本发明提供的炭基肥用制备高品质生物质炭并联产木醋液的工艺，采用外热式加热方式，炭化均匀，炭化时间短，并实现了规模化、连续化、自动化生产工艺，对保护产地环境、稳定农业生态平衡、缓解资源约束、促进农民增收。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本发明具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
键盘防尘罩一般工业固废焚烧炉[0030]图1为实施例1提供的生物质全组分利用的工艺简图；
具体实施方式
[0031]下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0032]在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0033]实施例1
[0034]本实施例提供的利用甘蔗渣制备炭基肥用高品质生物质炭联产木醋液的工艺，包括以下步骤：
[0035](1)将甘蔗渣粉碎后在绝氧的条件下进行炭化，炭化温度为450℃，炭化88min，得到炭化产物。
[0036](2)将所得炭化产物进行沉降处理，得到生物质炭和生物质气，将所得生物质炭依次进行一级冷却、粉碎和二级冷却，冷却方式为水冷，采用旋风分离技术对生物质气进行除尘，将除尘所得固体颗粒并入冷却后的生物质炭中。
[0037](3)收集步骤(2)所得生物质气，以水作为初始喷淋剂，对其依次进行一级喷淋和二级喷淋，得到一级喷淋液、二级喷淋液和生物质气。
[0038]将一级喷淋剂的温度控制在53℃，将二级喷淋剂的温度控制在25℃。
[0039]一级喷淋液的浓度始终高于二级喷淋液的浓度。
[0040](4)分别收集一级喷淋液和二级喷淋液，并将其进行沉降，收集水相得到木醋液。[0041](5)将所得木醋液冷却后分别作本级喷淋剂循环使用，直至测得由第一喷淋液相分离得到的木醋液的pH＜5.5时，将其收集作为木醋液产品，同时将由第二喷淋液相分离得到的木醋液用作一级喷淋剂，并补充新鲜水用作二级喷淋剂；
[0042](6)对步骤(3)所得生物质气进行气液分离操作，得到少量木醋液，将所得少量木醋液并入步骤(4)中所得的木醋液产品，用作叶面肥或者将其部分喷淋至步骤(2)得到的生物质炭制备炭基肥。
[0043]上述炭化、沉降、旋风分离、喷淋以及气液分离的操作压力均为-4kPa。
[0044]本实施例中木醋液收率为13％。
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