權(quán)利要求

1.糠醛生產(chǎn)廢棄物制備生物炭的方法，其特征在于，該發(fā)明由包含下述重量百分含量的原料制備而成：3～5％的硅酸鋁，3～5％的氯化鉀，8～10％的硫酸鈣，9～13％的草木灰，0.3～1％的發(fā)酵菌劑，其余為糠醛渣，并且，包括以下步驟： (1)篩分：將糠醛渣通過研磨機研磨、篩分，達到粒度≤2mm； (2)發(fā)酵：將步驟(1)中的糠醛渣進行水洗，水洗后的糠醛渣與草木灰進行混合，混合后放入發(fā)酵池內(nèi)發(fā)酵，得到發(fā)酵液； (3)混合：將步驟(2)中的發(fā)酵液進行冷卻，冷卻至室溫后加入硅酸鋁、氯化鉀和硫酸鈣，得到一次混合液； (4)攪拌：將步驟(3)中的一次混合液進行攪拌，得到二次混合液； (5)烘干：將步驟(4)中的二次混合液進行烘干，得到固態(tài)混合物； (6)造粒：將步驟(5)中的固態(tài)混合物通過粉碎機進行粉碎，粉碎后通過造粒機進行造粒，制得直徑為2.5～3mm的生物質(zhì)顆粒； (7)一次炭化：將步驟(6)中得到的生物質(zhì)顆粒放入至窯內(nèi)進行一次炭化處理，溫度為300～450℃，保溫時長為2～3h，得到一次生物炭顆粒； (8)冷卻：將步驟(7)中的一次生物炭顆粒進行冷卻處理，冷卻至一次生物炭顆粒表面溫度低于60℃； (9)二次炭化：將步驟(8)中，冷卻后的一次生物炭顆粒放入窯內(nèi)進行二次炭化處理，溫度為400～550℃，保溫時長為2～3h。 (10)出成品：通過上述步驟得到生物炭成品。2.如權(quán)利要求1所述的糠醛生產(chǎn)廢棄物制備生物炭的方法，其特征在于，所述發(fā)酵菌劑的組成如下酵母菌30份、固氮菌20份和米曲霉8份。 3.如權(quán)利要求2所述的糠醛生產(chǎn)廢棄物制備生物炭的方法，其特征在于，在所述步驟(2)中，向發(fā)酵池能加入水，含水量為55～60％，之后向發(fā)酵池內(nèi)添加發(fā)酵菌劑，發(fā)酵溫度為35～55℃，保溫時長為36～48h。 4.如權(quán)利要求2所述的糠醛生產(chǎn)廢棄物制備生物炭的方法，其特征在于，在所述步驟(4)中，攪拌時長為20～30min，溫度為18～23℃。 5.如權(quán)利要求2所述的糠醛生產(chǎn)廢棄物制備生物炭的方法，其特征在于，在所述步驟(5)中，烘干至含水量為12～14％，烘干溫度為75～80℃。

說明書

糠醛生產(chǎn)廢棄物制備生物炭的方法

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及糠醛生產(chǎn)廢棄物制備生物炭的方法，特別是涉及生物炭制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

生物炭是一種作為土壤改良劑的木炭，能幫助植物生長，可應(yīng)用于農(nóng)業(yè)用途以及碳收集及儲存使用。生物炭是農(nóng)林廢棄生物質(zhì)在高溫缺氧條件下熱解形成的一類多孔性富碳物質(zhì)?？啡┦且环N有機物，無色透明油狀液體，有類似苯甲醛的特殊氣味?？啡┰巧镔|(zhì)類物質(zhì)，如玉米芯、玉米稈、稻殼、棉籽殼以及農(nóng)副產(chǎn)品加工下腳料中的聚戊糖成分水解生產(chǎn)糠醛產(chǎn)生的生物質(zhì)類廢棄物。糠醛渣是生物質(zhì)水解制備糠醛工業(yè)化生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢棄物，呈酸性、含水率高。對于糠醛渣的傳統(tǒng)處理方法為將糠醛渣處理后作為燃料使用，然而由于糠醛渣作為燃料使用時在燃燒過程中會產(chǎn)生大量的硫化物，容易對環(huán)境造成嚴(yán)重的空氣污染的問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題中存在的不足之處，本發(fā)明提供一種糠醛生產(chǎn)廢棄物制備生物炭的方法，使其能夠?qū)啡┰苽渖锾浚行У睦每啡┰?，實現(xiàn)環(huán)保生產(chǎn)，所制成的生物炭能夠具有改善土壤的特點。

為了解決上述問題，本發(fā)明提供糠醛生產(chǎn)廢棄物制備生物炭的方法，該發(fā)明由包含下述重量百分含量的原料制備而成：3～5％的硅酸鋁，3～5％的氯化鉀，8～10％的硫酸鈣，9～13％的草木灰，0.3～1％的發(fā)酵菌劑，其余為糠醛渣，并且，包括以下步驟：

(1)篩分：將糠醛渣通過研磨機研磨、篩分，達到粒度≤2mm；

(2)發(fā)酵：將步驟(1)中的糠醛渣進行水洗，水洗后的糠醛渣與草木灰進行混合，混合后放入發(fā)酵池內(nèi)發(fā)酵，得到發(fā)酵液；

(3)混合：將步驟(2)中的發(fā)酵液進行冷卻，冷卻至室溫后加入硅酸鋁、氯化鉀和硫酸鈣，得到一次混合液；

(4)攪拌：將步驟(3)中的一次混合液進行攪拌，得到二次混合液；

(5)烘干：將步驟(4)中的二次混合液進行烘干，得到固態(tài)混合物；

(6)造粒：將步驟(5)中的固態(tài)混合物通過粉碎機進行粉碎，粉碎后通過造粒機進行造粒，制得直徑為2.5～3mm的生物質(zhì)顆粒；

(7)一次炭化：將步驟(6)中得到的生物質(zhì)顆粒放入至窯內(nèi)進行一次炭化處理，溫度為300～450℃，保溫時長為2～3h，得到一次生物炭顆粒；

(8)冷卻：將步驟(7)中的一次生物炭顆粒進行冷卻處理，冷卻至一次生物炭顆粒表面溫度低于60℃；

(9)二次炭化：將步驟(8)中，冷卻后的一次生物炭顆粒放入窯內(nèi)進行二次炭化處理，溫度為400～550℃，保溫時長為2～3h。

(10)出成品：通過上述步驟得到生物炭成品。

進一步的，所述發(fā)酵菌劑的組成如下酵母菌30份、固氮菌20份和米曲霉8份。

進一步的，在所述步驟(2)中，向發(fā)酵池能加入水，含水量為55～60％，之后向發(fā)酵池內(nèi)添加發(fā)酵菌劑，發(fā)酵溫度為35～55℃，保溫時長為36～48h。

進一步的，在所述步驟(4)中，攪拌時長為20～30min，溫度為18～23℃。

進一步的，在所述步驟(5)中，加熱烘干至含水量為12～14％，烘干溫度為75～80℃。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1、工藝簡單，易于生產(chǎn)，有效的開發(fā)利用了糠醛渣，對環(huán)境保護起到積極作用；

2、使糠醛生產(chǎn)廢棄物得到充分的利用，且制成的生物炭能夠具有改善土壤、提供植物營養(yǎng)元素的作用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的糠醛生產(chǎn)廢棄物制備生物炭的方法示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合附圖與實例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明，但所舉實例不作為對本發(fā)明的限定。

本發(fā)明提供了糠醛生產(chǎn)廢棄物制備生物炭的方法，如圖1所示，該制備方法包括以下步驟：

(1)篩分：將糠醛渣通過研磨機研磨、篩分，達到粒度≤2mm；

(2)發(fā)酵：將步驟(1)中的糠醛渣進行水洗，水洗后的糠醛渣與草木灰進行混合，混合后放入發(fā)酵池內(nèi)發(fā)酵，向發(fā)酵池能加入水，含水量為55～60％，之后向發(fā)酵池內(nèi)添加發(fā)酵菌劑，發(fā)酵菌劑的組成如下酵母菌30份、固氮菌20份和米曲霉8份，發(fā)酵溫度為35～55℃，保溫時長為36～48h，得到發(fā)酵液；

(3)混合：將步驟(2)中的發(fā)酵液進行冷卻，冷卻至室溫后加入硅酸鋁、氯化鉀和硫酸鈣，得到一次混合液；

(4)攪拌：將步驟(3)中的一次混合液進行攪拌，攪拌時長為20～30min，溫度為18～23℃，得到二次混合液；

(5)烘干：將步驟(4)中的二次混合液進行烘干，烘干至含水量為12～14％，烘干溫度為75～80℃，得到固態(tài)混合物；

(6)造粒：將步驟(5)中的固態(tài)混合物通過粉碎機進行粉碎，粉碎后通過造粒機進行造粒，制得直徑為2.5～3mm的生物質(zhì)顆粒；

(7)一次炭化：將步驟(6)中得到的生物質(zhì)顆粒放入至窯內(nèi)進行一次炭化處理，溫度為300～450℃，保溫時長為2～3h，得到一次生物炭顆粒；

(8)冷卻：將步驟(7)中的一次生物炭顆粒進行冷卻處理，冷卻至一次生物炭顆粒表面溫度低于60℃；

(9)二次炭化：將步驟(8)中，冷卻后的一次生物炭顆粒放入窯內(nèi)進行二次炭化處理，溫度為400～550℃，保溫時長為2～3h。

(10)出成品：通過上述步驟得到生物炭成品。

實施例1

本實施例中糠醛生產(chǎn)廢棄物制備生物炭的方法，由包含下述重量百分含量的原料制備而成：3％的硅酸鋁，3％的氯化鉀，8％的硫酸鈣，9％的草木灰，0.3％的發(fā)酵菌劑，其余為糠醛渣。

使用上述成分配比制備生物炭的步驟如下：

(1)篩分：將糠醛渣通過研磨機研磨、篩分，達到粒度≤2mm；

(2)發(fā)酵：將步驟(1)中的糠醛渣進行水洗，水洗后的糠醛渣與草木灰進行混合，混合后放入發(fā)酵池內(nèi)發(fā)酵，向發(fā)酵池能加入水，含水量為55％，之后向發(fā)酵池內(nèi)添加發(fā)酵菌劑，發(fā)酵菌劑的組成如下酵母菌30份、固氮菌20份和米曲霉8份，發(fā)酵溫度為35℃，保溫時長為36h，得到發(fā)酵液；

(3)混合：將步驟(2)中的發(fā)酵液進行冷卻，冷卻至室溫后加入硅酸鋁、氯化鉀和硫酸鈣，得到一次混合液；

(4)攪拌：將步驟(3)中的一次混合液進行攪拌，攪拌時長為20min，溫度為18℃，得到二次混合液；

(5)烘干：將步驟(4)中的二次混合液進行烘干，烘干至含水量為12％，烘干溫度為80℃，得到固態(tài)混合物；

(6)造粒：將步驟(5)中的固態(tài)混合物通過粉碎機進行粉碎，粉碎后通過造粒機進行造粒，制得直徑為2.5mm的生物質(zhì)顆粒；

(7)一次炭化：將步驟(6)中得到的生物質(zhì)顆粒放入至窯內(nèi)進行一次炭化處理，溫度為300℃，保溫時長為2h，得到一次生物炭顆粒；

(8)冷卻：將步驟(7)中的一次生物炭顆粒進行冷卻處理，冷卻至一次生物炭顆粒表面溫度低于60℃；

(9)二次炭化：將步驟(8)中，冷卻后的一次生物炭顆粒放入窯內(nèi)進行二次炭化處理，溫度為400℃，保溫時長為2h。

(10)出成品：通過上述步驟得到生物炭成品。

實施例2

本實施例中糠醛生產(chǎn)廢棄物制備生物炭的方法，由包含下述重量百分含量的原料制備而成：4％的硅酸鋁，4％的氯化鉀，9％的硫酸鈣，11％的草木灰，0.7％的發(fā)酵菌劑，其余為糠醛渣。

(1)篩分：將糠醛渣通過研磨機研磨、篩分，達到粒度≤2mm；

(2)發(fā)酵：將步驟(1)中的糠醛渣進行水洗，水洗后的糠醛渣與草木灰進行混合，混合后放入發(fā)酵池內(nèi)發(fā)酵，向發(fā)酵池能加入水，含水量為57％，之后向發(fā)酵池內(nèi)添加發(fā)酵菌劑，發(fā)酵菌劑的組成如下酵母菌30份、固氮菌20份和米曲霉8份，發(fā)酵溫度為45℃，保溫時長為42h，得到發(fā)酵液；

(3)混合：將步驟(2)中的發(fā)酵液進行冷卻，冷卻至室溫后加入硅酸鋁、氯化鉀和硫酸鈣，得到一次混合液；

(4)攪拌：將步驟(3)中的一次混合液進行攪拌，攪拌時長為25min，溫度為20℃，得到二次混合液；

(5)烘干：將步驟(4)中的二次混合液進行烘干，烘干至含水量為13％，烘干溫度為77℃，得到固態(tài)混合物；

(6)造粒：將步驟(5)中的固態(tài)混合物通過粉碎機進行粉碎，粉碎后通過造粒機進行造粒，制得直徑為2.7mm的生物質(zhì)顆粒；

(7)一次炭化：將步驟(6)中得到的生物質(zhì)顆粒放入至窯內(nèi)進行一次炭化處理，溫度為400℃，保溫時長為2.5h，得到一次生物炭顆粒；

(8)冷卻：將步驟(7)中的一次生物炭顆粒進行冷卻處理，冷卻至一次生物炭顆粒表面溫度低于60℃；

(9)二次炭化：將步驟(8)中，冷卻后的一次生物炭顆粒放入窯內(nèi)進行二次炭化處理，溫度為500℃，保溫時長為2.5h。

(10)出成品：通過上述步驟得到生物炭成品。

實施例3

本實施例中糠醛生產(chǎn)廢棄物制備生物炭的方法，由包含下述重量百分含量的原料制備而成：5％的硅酸鋁，5％的氯化鉀，10％的硫酸鈣，13％的草木灰，1％的發(fā)酵菌劑，其余為糠醛渣。

(1)篩分：將糠醛渣通過研磨機研磨、篩分，達到粒度≤2mm；

(2)發(fā)酵：將步驟(1)中的糠醛渣進行水洗，水洗后的糠醛渣與草木灰進行混合，混合后放入發(fā)酵池內(nèi)發(fā)酵，向發(fā)酵池能加入水，含水量為60％，之后向發(fā)酵池內(nèi)添加發(fā)酵菌劑，發(fā)酵菌劑的組成如下酵母菌30份、固氮菌20份和米曲霉8份，發(fā)酵溫度為55℃，保溫時長為48h，得到發(fā)酵液；

(3)混合：將步驟(2)中的發(fā)酵液進行冷卻，冷卻至室溫后加入硅酸鋁、氯化鉀和硫酸鈣，得到一次混合液；

(4)攪拌：將步驟(3)中的一次混合液進行攪拌，攪拌時長為30min，溫度為23℃，得到二次混合液；

(5)烘干：將步驟(4)中的二次混合液進行烘干，烘干至含水量為14％，烘干溫度為75℃，得到固態(tài)混合物；

(6)造粒：將步驟(5)中的固態(tài)混合物通過粉碎機進行粉碎，粉碎后通過造粒機進行造粒，制得直徑為3mm的生物質(zhì)顆粒；

(7)一次炭化：將步驟(6)中得到的生物質(zhì)顆粒放入至窯內(nèi)進行一次炭化處理，溫度為450℃，保溫時長為3h，得到一次生物炭顆粒；

(8)冷卻：將步驟(7)中的一次生物炭顆粒進行冷卻處理，冷卻至一次生物炭顆粒表面溫度低于60℃；

(9)二次炭化：將步驟(8)中，冷卻后的一次生物炭顆粒放入窯內(nèi)進行二次炭化處理，溫度為550℃，保溫時長為3h。

(10)出成品：通過上述步驟得到生物炭成品。

對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。

田間應(yīng)用試驗：

以水稻為試作物，實施相同的灌溉條件，施加生物炭的時間選定為春季，從春季到同年秋季為試驗期，選取4塊土壤環(huán)境基本相同的試驗田，標(biāo)記為試驗田1、試驗田2、試驗田3和試驗田4，在試驗田1施加實施例1中制備出的生物炭，在試驗田2施加實施例2中制備出的生物炭，在試驗田3施加實施例3中制備出的生物炭，其中，在試驗田1、試驗田2和試驗田3中施加生物炭的用量為每畝加150kg的生物炭，在試驗田4不施加任何肥料類產(chǎn)品。

水稻試驗田土壤情況和產(chǎn)量的如下：

實驗結(jié)果表明，試驗田1、試驗田2和試驗田3相較于試驗田4土壤營養(yǎng)情況以及堿性土壤的改良情況有了明顯的改善，且水稻產(chǎn)量有了明顯的提升，且在實驗記錄過程中，能夠觀察到試驗田1、試驗田2和試驗田3相較于試驗田4中水稻生長狀態(tài)更好，同時病蟲害的情況減少較為明顯，因此，采用糠醛渣制備的生物炭對土壤有明顯的的改善效果，且制成的生物炭能夠具有改善土壤、提供植物營養(yǎng)元素的作用，有效的增加了作物產(chǎn)量，使糠醛生產(chǎn)廢棄物糠醛渣得到充分的利用，對環(huán)境保護起到積極作用。

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