一種菸草秸稈製備生物炭的方法
2023-04-28 18:17:16 1
專利名稱：一種菸草秸稈製備生物炭的方法
技術領域：
本發明涉及一種菸草秸杆製備生物炭的方法，屬農業資源利用技術領域。
背景技術：
生物炭指在缺氧的條件下把生物質進行高溫處理，生物質中的油和氣燃燒掉，剩下的就是生物炭。植物的腐爛自然而然會令土壤中含有大量的碳元素，但是這些碳相對而言是不穩定的，受氣候影響很大，一旦遇到像農耕這樣的變化，土壤就會釋放出二氧化碳。這使得它們既是碳源、又是碳匯。因此，用土壤來鎖定碳元素的想法對氣候學家而言沒有絲毫的吸引力。生物炭埋到地下後可以有幾百至上千年不會消失，等於把碳封存進了土壤，有助於減緩全球變暖，全世界範圍內引發了對生物炭的廣泛興趣。有不少科學家認為，用生物炭捕捉碳元素相當穩定，能將碳元素「鎖」在地下數百年，並讓土壤變得更肥沃；另外還可以減少二氧化氮和甲烷等溫室氣體的排放。目前菸草秸杆的利用方式主要集中在利用菸草秸杆生產有機肥料、用菸草秸杆生產顆粒燃料或者在農村直接 用來作為廚房煮飯的燃料，由於菸草秸杆含有木質素較多且堅硬不宜破碎變形，直接還田難度較大，很少有將菸草秸杆直接還田的。現有菸草秸杆利用途徑單一，利用附加值低的現實，導致菸草秸杆資源的浪費，同時由於菸草秸杆的燃燒或者微生物分解分解帶來二氧化碳等溫室氣體的排放帶來的環境汙染問題。菸草種植過程中土壤碳素補充不足也會引起土壤退化，土壤結構破壞，化肥農藥使用量和次數增加，耕地質量下降等問題。
發明內容
針對上述問題，本發明目的是提供一種菸草秸杆製備生物炭的方法，本發明方法通過低溫厭氧乾餾的方法將菸草秸杆變性為生物炭，提供了一種新的菸草秸杆利用方式，有效地增加了穩定性碳素轉化，減少了因菸草秸杆腐解而帶來的二氧化碳排放20%以上，具有顯著的生態效益；同時，提高了廢棄物資源利用效率，提高了菸草秸杆的經濟效益，達到了資源循環利用的目的；減少對環境汙染，改善了生態環境，引領產業向低碳、可持續健康發展，易操作，具有廣闊的推廣應用前景；本發明方法生產的產品應用於農田，有利於提高農田土壤質量，降低化肥農藥使用次數與數量，節約了農業生產成本。為達到發明目的，本發明採用的技術方案:一種菸草秸杆製備生物炭的方法利用菸草秸杆作為製備生物炭的原料，在菸草收穫後，將殘留在種植菸草的農田中的秸杆回收，經過自然晾乾脫水、秸杆粉碎、炭化爐厭氧熱解後形成生物炭產品的過程，具體操作如下:
第一步、菸草秸杆材料的選擇
在菸葉採收完後，採用菸草秸杆拔除機拔除菸草秸杆，不留殘根，同時，把菸草秸杆根系的土和雜物全部清除；
第二步、菸草秸杆的預處理 (O自然脫水將菸草秸杆整齊排列，採用晾曬、風乾，使菸草秸杆的含水量降到15%以下後，將菸草秸杆收集，運輸到儲存庫存放，備用；
(2)自然風乾
菸草秸杆儲存在儲存庫20天以上，讓菸草秸杆含水量繼續下降到8%以下；
第三步、菸草秸杆的粉碎
採用粉碎機成將菸草秸杆粉碎至長度<5mm的粉末，袋裝備用；
第四步、菸草秸杆粉末的脫水處理
當菸草秸杆粉末含水量〈7%，不進行脫水處理；當菸草秸杆粉末含水量>7%，進行脫水處理；
第五步、菸草秸杆的粉炭化
利用炭化爐進行炭化處理，炭化完成後打開爐門，菸草秸杆製備生物炭過程結束。在第二步菸草秸杆的預處理中保持菸草秸杆儲存庫的通風，乾燥。在第三步菸草秸杆的粉碎中選擇使用九龍XC系列高效粉碎機。在第四步菸草秸杆粉末的脫水處理中脫水處理方法是採用烘乾機進行脫水。所述的烘乾機採用轉筒烘乾機進行菸草秸杆粉末的烘乾，菸草秸杆粉末由皮帶輸送機或鬥式提升機送到料鬥，然後經料鬥的加料機通過加料管道進入加料端，菸草秸杆粉末從較高一端加入，載熱體由低端進入，與菸草秸杆粉末成逆流接觸，菸草秸杆粉末在筒體內向前移動過程中，直接或間接得`到了載熱體的給熱，使菸草秸杆粉末得以乾燥，然後在出料端經皮帶機或螺旋輸送機送出。在第五步利用炭化爐對菸草秸杆進行粉炭化處理中選擇使用連續炭化爐在溫度< 500 1:條件下進行乾餾、無氧炭化。第五步菸草秸杆的粉炭化，從連續炭化爐點火開始，至爐溫上升到160°C，進行2小時排潮。連續炭化爐在使用之前先檢查風機、冷凝器、爐門、火門的密封巖棉、各部件的連接處的嚴密性；然後往連續炭化爐內裝粉碎後的菸草秸杆，菸草秸杆均勻填充，裝滿之後關閉爐門，點燃引燃爐內的燃料，啟動引風機，關閉上火門，打開下火門，調節出煙口的閥門，當有煙冒出，撤去引燃爐，炭化完成，在爐內溫度降到100°c以下打開爐門。本發明的有益效果:與現有技術相比，本發明方法通過低溫厭氧乾餾的方法將菸草秸杆變性為生物炭，提供了一種新的菸草秸杆利用方式，有效地增加了穩定性碳素轉化，減少了因菸草秸杆腐解而帶來的二氧化碳排放20%以上，具有顯著的生態效益；同時，提高了廢棄物資源利用效率，提高了菸草秸杆的經濟效益，達到了資源循環利用的目的；減少對環境汙染，改善了生態環境，引領產業向低碳、可持續健康發展，易操作，具有廣闊的推廣應用前景；本發明方法生產的產品應用於農田，有利於提高農田土壤質量，降低化肥農藥使用次數與數量，節約了農業生產成本。
圖1為本發明的工藝流程具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
，對本發明作進一步的詳細描述，以方便技術人員理解。如圖1所示:本發明採用的技術方案:一種菸草秸杆製備生物炭的方法利用菸草秸杆作為製備生物炭的原料，在菸草收穫後，將殘留在種植菸草的農田中的秸杆回收，經過自然晾乾脫水、秸杆粉碎、炭化爐厭氧熱解後形成生物炭產品的過程，具體操作如下:
第一步、菸草秸杆材料的選擇
在菸葉採收完後，採用菸草秸杆拔除機拔除煙杆，不留殘根，把根系的土和雜物全部清除，菸葉採收後及時拔除煙杆，杜絕煙叉的再生長，以便保持地力，菸草秸杆的及時收穫能防止菸草秸杆的枯萎，保住菸草秸杆質量，以便做生物炭原料的再利用，利用菸草秸杆傳動機構、掘兜轉子、送杆轉子和集杆箱一體化的工作將菸草秸杆一次性連續掘起，同時對煙田進行鬆土，有利於下季農業生產，將其收集後進行有規律的堆放。第二步、菸草秸杆的預處理 (1_自然脫水
將菸草秸杆整齊排列，採用晾曬、風乾，在晴天下，晾曬10天左右，使菸草秸杆的含水量降到15%以下後，將菸草秸杆收集，運輸到儲存庫存放，備用；
(2)自然風乾
菸草秸杆儲存在儲存庫20天以上,保持菸草秸杆儲存庫的通風、乾燥,使菸草秸杆含水量繼續下降到8%以下；
第三步、菸草秸杆的粉碎
採用粉碎機成將菸草秸杆粉碎至長度<5mm的粉末，袋裝備用；粉碎中選擇使用九龍XC系列高效粉碎機，九龍XC系列高效粉碎機，破碎機操作方便，換刀簡便快捷，刀架優化設計，適合破碎象菸草秸杆這樣的厚材料，硬質料塊，料頭等，有效的提高了刀具切削力，減少刀具磨損，設備將菸草秸杆、煙根等原料一次加工成〈粉末，具有投資少、耗能低、生產率高、經濟效益好，使用維修方便等優點。秸杆粉碎機送料要均勻，若發現有雜聲、軸承與機體溫度過高或向外噴料等現象，應立即停機檢查，排除故障。秸杆粉碎機工作前工作人員應仔細檢查物料，防止金屬、石塊等硬物進入粉碎室引發事故；送料時，工作人員應站在秸杆粉碎機側面，以防被反彈出的雜物打傷。粉碎長莖杆時手不可抓得過緊，以防手被帶入。秸杆粉碎機在停機前先停止送料，待機內物料排除乾淨後，再切斷電源停機，停機後要進行清掃和維護保養。第四步、菸草秸杆粉末的脫水處理
當菸草秸杆粉末含水量〈7%，不進行脫水處理；當菸草秸杆粉末含水量>7%，進行脫水處理；
脫水處理中脫水處理方法是採用烘乾機進行脫水；烘乾機採用轉筒烘乾機進行菸草秸杆粉末的烘乾，菸草秸杆粉末由皮帶輸送機或鬥式提升機送到料鬥，然後經料鬥的加料機通過加料管道進入加料端，菸草秸杆粉末從較高一端加入，載熱體由低端進入，與菸草秸杆粉末成逆流接觸，菸草秸杆粉末在筒體內向前移動過程中，直接或間接得到了載熱體的給熱，使菸草秸杆粉末得以乾燥，然後在出料端經皮帶機或螺旋輸送機送出。第五步、菸草秸杆的粉炭化，利用炭化爐進行炭化處理，炭化完成後打開爐門，菸草秸杆製備生物炭過程結束。
利用炭化爐對菸草秸杆進行粉炭化處理中選擇使用連續炭化爐在溫度< 500°C條件下進行乾餾、無氧炭化，能量向熱量的轉化較少，從而避免了大量碳逸失。連續式炭化爐採用了物料在炭化過程中，產生的一氧化碳、甲烷、氧氣等可燃氣體回收、淨化、循環燃燒，既解決了普通炭化爐在炭化過程中產生的濃煙對環境的汙染問題，又解決了木炭機設備所需的熱能問題，充分做到了自供自給，提高了設備的連續性、經濟型。連續炭化爐在使用之前先檢查風機、冷凝器、爐門、火門的密封巖棉、各部件的連接處的嚴密性；然後往連續炭化爐內裝粉碎後的菸草秸杆，菸草秸杆均勻填充，裝滿之後關閉爐門，點燃引燃爐內的燃料，啟動引風機，關閉上火門，打開下火門，調節出煙口的閥門，當有煙冒出，撤去引燃爐，炭化完成，在爐內溫度降到100°c以下打開爐門。從連續炭化爐點火開始，至爐溫上升到160°C，這時機制棒所含的水分主要依靠外加熱量和本身燃燒所產生的熱量進行蒸發；爐溫上升到160 280°C之間，木質材料發生熱分解反應，其組成開始發生了變化；全面炭化階段的溫度為300 500°C，木質材料急劇地進行熱分解，同時生成了大量的醋酸、甲醇和木焦油等液體產物。此外還產生了甲烷、乙烯等可燃性氣體。在菸草秸杆的粉炭化過程中，水份嚴重影響炭化質量，作為優選方案，從連續炭化爐點火開始，至爐溫上升到160°C，進行2小時排潮，從而進一步提高產品質量。實施例1
一種菸草秸杆製備生物炭的方法選擇在雲南省曲靖市典型菸草種植區的菸草秸杆作為製備生物炭的原料，在菸草收穫後，將殘留在種植菸草的農田中的秸杆回收，經過自然晾乾脫水、秸杆粉碎、炭化爐厭氧熱解後形成生物炭產品的過程，具體操作如下:
第一步、菸草秸杆材料的選擇
在菸葉採收完後，採 用菸草秸杆拔除機拔除煙杆，不留殘根，把根系的土和雜物全部清除，菸葉採收後及時拔除煙杆，杜絕煙叉的再生長，以便保持地力，菸草秸杆的及時收穫能防止菸草秸杆的枯萎，保住菸草秸杆質量，以便做生物炭原料的再利用，利用菸草秸杆傳動機構、掘兜轉子、送杆轉子和集杆箱一體化的工作將菸草秸杆一次性連續掘起，同時對煙田進行鬆土，有利於下季農業生產，將其收集後進行有規律的堆放。第二步、菸草秸杆的預處理 (O自然脫水
將菸草秸杆整齊排列，採用晾曬、風乾，在晴天下，晾曬10天左右，使菸草秸杆的含水量降到15%以下後，將菸草秸杆收集，運輸到儲存庫存放，備用；
(2)自然風乾
菸草秸杆儲存在儲存庫20天以上,保持菸草秸杆儲存庫的通風、乾燥,使菸草秸杆含水量繼續下降到8%以下；
第三步、菸草秸杆的粉碎
採用粉碎機成將菸草秸杆粉碎至長度<5mm的粉末，袋裝備用；粉碎中選擇使用九龍XC系列高效粉碎機，九龍XC系列高效粉碎機，破碎機操作方便，換刀簡便快捷，刀架優化設計，適合破碎象菸草秸杆這樣的厚材料，硬質料塊，料頭等，有效的提高了刀具切削力，減少刀具磨損，設備將菸草秸杆、煙根等原料一次加工成〈粉末，具有投資少、耗能低、生產率高、經濟效益好，使用維修方便等優點。
秸杆粉碎機送料要均勻，若發現有雜聲、軸承與機體溫度過高或向外噴料等現象，應立即停機檢查，排除故障。秸杆粉碎機工作前工作人員應仔細檢查物料，防止金屬、石塊等硬物進入粉碎室引發事故；送料時，工作人員應站在秸杆粉碎機側面，以防被反彈出的雜物打傷。粉碎長莖杆時手不可抓得過緊，以防手被帶入。秸杆粉碎機在停機前先停止送料，待機內物料排除乾淨後，再切斷電源停機，停機後要進行清掃和維護保養。第四步、菸草秸杆粉末的脫水處理
當菸草秸杆粉末含水量>7%，進行脫水處理；
脫水處理中脫水處理方法是採用烘乾機進行脫水；烘乾機採用轉筒烘乾機進行菸草秸杆粉末的烘乾，菸草秸杆粉末由皮帶輸送機或鬥式提升機送到料鬥，然後經料鬥的加料機通過加料管道進入加料端，菸草秸杆粉末從較高一端加入，載熱體由低端進入，與菸草秸杆粉末成逆流接觸，菸草秸杆粉末在筒體內向前移動過程中，直接或間接得到了載熱體的給熱，使菸草秸杆粉末得以乾燥，然後在出料端經皮帶機或螺旋輸送機送出。第五步、菸草秸杆的粉炭化，利用炭化爐進行炭化處理，炭化完成後打開爐門，菸草秸杆製備生物炭過程結束。利用炭化爐對菸草 秸杆進行粉炭化處理中選擇使用連續炭化爐在溫度< 500°C條件下進行乾餾、無氧炭化，能量向熱量的轉化較少，從而避免了大量碳逸失。連續式炭化爐採用了物料在炭化過程中，產生的一氧化碳、甲烷、氧氣等可燃氣體回收、淨化、循環燃燒，既解決了普通炭化爐在炭化過程中產生的濃煙對環境的汙染問題，又解決了木炭機設備所需的熱能問題，充分做到了自供自給，提高了設備的連續性、經濟型。連續炭化爐在使用之前先檢查風機、冷凝器、爐門、火門的密封巖棉、各部件的連接處的嚴密性；然後往連續炭化爐內裝粉碎後的菸草秸杆，菸草秸杆均勻填充，裝滿之後關閉爐門，點燃引燃爐內的燃料，啟動引風機，關閉上火門，打開下火門，調節出煙口的閥門，當有煙冒出，撤去引燃爐，炭化完成，在爐內溫度降到100°c以下打開爐門。從連續炭化爐點火開始，至爐溫上升到160°C，這時機制棒所含的水分主要依靠外加熱量和本身燃燒所產生的熱量進行蒸發；爐溫上升到160 280°C之間，木質材料發生熱分解反應，其組成開始發生了變化；全面炭化階段的溫度為300 500°C，木質材料急劇地進行熱分解，同時生成了大量的醋酸、甲醇和木焦油等液體產物。此外還產生了甲烷、乙烯等可燃性氣體。實施例2
一種菸草秸杆製備生物炭的方法選擇在雲南省玉溪市典型菸草種植區的菸草秸杆作為製備生物炭的原料，在菸草收穫後，將殘留在種植菸草的農田中的秸杆回收，經過自然晾乾脫水、秸杆粉碎、炭化爐厭氧熱解後形成生物炭產品的過程，具體操作如下:
第一步、菸草秸杆材料的選擇
在菸葉採收完後，採用菸草秸杆拔除機拔除煙杆，不留殘根，把根系的土和雜物全部清除，菸葉採收後及時拔除煙杆，杜絕煙叉的再生長，以便保持地力，菸草秸杆的及時收穫能防止菸草秸杆的枯萎，保住菸草秸杆質量，以便做生物炭原料的再利用，利用菸草秸杆傳動機構、掘兜轉子、送杆轉子和集杆箱一體化的工作將菸草秸杆一次性連續掘起，同時對煙田進行鬆土，有利於下季農業生產，將其收集後進行有規律的堆放。第二步、菸草秸杆的預處理(O自然脫水
將菸草秸杆整齊排列，採用晾曬、風乾，在晴天下，晾曬10天左右，使菸草秸杆的含水量降到15%以下後，將菸草秸杆收集，運輸到儲存庫存放，備用；
(2)自然風乾
菸草秸杆儲存在儲存庫20天以上,保持菸草秸杆儲存庫的通風、乾燥,使菸草秸杆含水量繼續下降到8%以下；
第三步、菸草秸杆的粉碎
採用粉碎機成將菸草秸杆粉碎至長度<5mm的粉末，袋裝備用；粉碎中選擇使用九龍XC系列高效粉碎機，九龍XC系列高效粉碎機，破碎機操作方便，換刀簡便快捷，刀架優化設計，適合破碎象菸草秸杆這樣的厚材料，硬質料塊，料頭等，有效的提高了刀具切削力，減少刀具磨損，設備將菸草秸杆、煙根等原料一次加工成〈粉末，具有投資少、耗能低、生產率高、經濟效益好，使用維修方便等優點。秸杆粉碎機送料要均勻，若發現有雜聲、軸承與機體溫度過高或向外噴料等現象，應立即停機檢查，排除故障。秸杆粉碎機工作前工作人員應仔細檢查物料，防止金屬、石塊等硬物進入粉碎室引發事故；送料時，工作人員應站在秸杆粉碎機側面，以防被反彈出的雜物打傷。粉碎長莖杆時手不可抓得過緊，以防手被帶入。秸杆粉碎機在停機前先停止送料，待機內物料排除乾淨後，再切斷電源停機，停機後要進行清掃和維護保養。當菸草秸杆粉末含水量〈7%，不進行脫水處理。第五步、菸草秸杆的粉炭化，利用炭化爐進行炭化處理，炭化完成後打開爐門，菸草秸杆製備生物炭過程結束。利用炭化爐對菸草秸杆進行粉炭化處理中選擇使用連續炭化爐在溫度< 500°C條件下進行乾餾、無氧炭化，能量向熱量的轉化較少，從而避免了大量碳逸失。連續式炭化爐採用了物料在炭化過程中，產生的一氧化碳、甲烷、氧氣等可燃氣體回收、淨化、循環燃燒，既解決了普通炭化爐在炭化過程中產生的濃煙對環境的汙染問題，又解決了木炭機設備所需的熱能問題，充分做到了自供自給，提高了設備的連續性、經濟型。連續炭化爐在使用之前先檢查風機、冷凝器、爐門、火門的密封巖棉、各部件的連接處的嚴密性；然後往連續炭化爐內裝粉碎後的菸草秸杆，菸草秸杆均勻填充，裝滿之後關閉爐門，點燃引燃爐內的燃料，啟動引風機，關閉上火門，打開下火門，調節出煙口的閥門，當有煙冒出，撤去引燃爐，炭化完成，在爐內溫度降到100°c以下打開爐門。從連續炭化爐點火開始，至爐溫上升到160°C，這時機制棒所含的水分主要依靠外加熱量和本身燃燒所產生的熱量進行蒸發；爐溫上升到160 280°C之間，木質材料發生熱分解反應，其組成開始發生了變化；全面炭化階段的溫度為300 500°C，木質材料急劇地進行熱分解，同時生成了大量的醋酸、甲醇和木焦油等液體產物。此外還產生了甲烷、乙烯等可燃性氣體。實施例3
一種菸草秸杆製備生物炭的方法選擇在河南省典型菸草種植區的菸草秸杆作為製備生物炭的原料，在菸草收穫後，將殘留在種植菸草的農田中的秸杆回收，經過自然晾乾脫水、秸杆粉碎、炭化爐厭氧熱解後形成生物炭產品的過程， 具體操作如下:
第一步、菸草秸杆材料的選擇在菸葉採收完後，採用菸草秸杆拔除機拔除煙杆，不留殘根，把根系的土和雜物全部清除，菸葉採收後及時拔除煙杆，杜絕煙叉的再生長，以便保持地力，菸草秸杆的及時收穫能防止菸草秸杆的枯萎，保住菸草秸杆質量，以便做生物炭原料的再利用，利用菸草秸杆傳動機構、掘兜轉子、送杆轉子和集杆箱一體化的工作將菸草秸杆一次性連續掘起，同時對煙田進行鬆土，有利於下季農業生產，將其收集後進行有規律的堆放。第二步、菸草秸杆的預處理 (O自然脫水
將菸草秸杆整齊排列，採用晾曬、風乾，在晴天下，晾曬10天左右，使菸草秸杆的含水量降到15%以下後，將菸草秸杆收集，運輸到儲存庫存放，備用；
(2)自然風乾
菸草秸杆儲存在儲存庫20天以上,保持菸草秸杆儲存庫的通風、乾燥,使菸草秸杆含水量繼續下降到8%以下；
第三步、菸草秸杆 的粉碎
採用粉碎機成將菸草秸杆粉碎至長度<5mm的粉末，袋裝備用；粉碎中選擇使用九龍XC系列高效粉碎機，九龍XC系列高效粉碎機，破碎機操作方便，換刀簡便快捷，刀架優化設計，適合破碎象菸草秸杆這樣的厚材料，硬質料塊，料頭等，有效的提高了刀具切削力，減少刀具磨損，設備將菸草秸杆、煙根等原料一次加工成〈粉末，具有投資少、耗能低、生產率高、經濟效益好，使用維修方便等優點。秸杆粉碎機送料要均勻，若發現有雜聲、軸承與機體溫度過高或向外噴料等現象，應立即停機檢查，排除故障。秸杆粉碎機工作前工作人員應仔細檢查物料，防止金屬、石塊等硬物進入粉碎室引發事故；送料時，工作人員應站在秸杆粉碎機側面，以防被反彈出的雜物打傷。粉碎長莖杆時手不可抓得過緊，以防手被帶入。秸杆粉碎機在停機前先停止送料，待機內物料排除乾淨後，再切斷電源停機，停機後要進行清掃和維護保養。第四步、菸草秸杆粉末的脫水處理
當菸草秸杆粉末含水量>7%，進行脫水處理；脫水處理中脫水處理方法是採用烘乾機進行脫水；烘乾機採用轉筒烘乾機進行菸草秸杆粉末的烘乾，菸草秸杆粉末由皮帶輸送機或鬥式提升機送到料鬥，然後經料鬥的加料機通過加料管道進入加料端，菸草秸杆粉末從較高一端加入，載熱體由低端進入，與菸草秸杆粉末成逆流接觸，菸草秸杆粉末在筒體內向前移動過程中，直接或間接得到了載熱體的給熱，使菸草秸杆粉末得以乾燥，然後在出料端經皮帶機或螺旋輸送機送出。第五步、菸草秸杆的粉炭化，利用炭化爐進行炭化處理，炭化完成後打開爐門，菸草秸杆製備生物炭過程結束。利用炭化爐對菸草秸杆進行粉炭化處理中選擇使用連續炭化爐在溫度< 500°C條件下進行乾餾、無氧炭化，能量向熱量的轉化較少，從而避免了大量碳逸失。連續式炭化爐採用了物料在炭化過程中，產生的一氧化碳、甲烷、氧氣等可燃氣體回收、淨化、循環燃燒，既解決了普通炭化爐在炭化過程中產生的濃煙對環境的汙染問題，又解決了木炭機設備所需的熱能問題，充分做到了自供自給，提高了設備的連續性、經濟型。連續炭化爐在使用之前先檢查風機、冷凝器、爐門、火門的密封巖棉、各部件的連接處的嚴密性；然後往連續炭化爐內裝粉碎後的菸草秸杆，菸草秸杆均勻填充，裝滿之後關閉爐門，點燃引燃爐內的燃料，啟動引風機，關閉上火門，打開下火門，調節出煙口的閥門，當有煙冒出，撤去引燃爐，炭化完成，在爐內溫度降到100°c以下打開爐門。從連續炭化爐點火開始，至爐溫上升到160°C，這時機制棒所含的水分主要依靠外加熱量和本身燃燒所產生的熱量進行蒸發，在菸草秸杆的粉炭化過程中，水份嚴重影響炭化質量，作為優選方案，從連續炭化爐點火開始，至爐溫上升到160°C，進行2小時排潮，從而進一步提高產品質量；爐溫上升到160 280°C之間，木質材料發生熱分解反應，其組成開始發生了變化；全面炭化階段的溫度為300 500°C，木質材料急劇地進行熱分解，同時生成了大量的醋酸、甲醇和木焦油等液體產物。此外還產生了甲烷、乙烯等可燃性氣體。與現有技術相比，本方法通過低溫厭氧乾餾的方法將菸草秸杆變性為生物炭，提供了一種新的菸草秸杆利用方式，有效地增加了穩定性碳素轉化，生物炭產品的比表面達到480 m2.g_S菸草秸杆生物炭轉化率為38.1%，減少了因菸草秸杆腐解而帶來二氧化碳的排放，具有顯著的生態效益。本方法提高了廢棄物資源利用效率，提高了菸草秸杆的經濟效益，達到了資源循環利用的目的，以每噸菸草秸杆為例，在沒有進行菸草秸杆生物炭化之前，其商品價值趨近於零，同過本發明專利的製備方法，生產的成品按每噸價格3500元，菸草秸杆傳化成生物炭的轉化率35%計算，每噸菸草秸杆生物炭可以增加效益500元。本方法減少對環境汙染，改善了生態環境，引領產業向低碳、可持續健康發展，易操作，具有廣闊的推廣應用前景；本發明方法生產的產品應用於農田，有利於提高農田土壤質量，降低化肥農藥使用次數與數量，節約了農業生產成本。本發明是通過具體實施過程進行說明的，在不脫離本發明範圍的情況下，還可以對本發明專利進行各種變換及等同代替，因此，本發明專利不局限於所公開的具體實施過程，而應當包括落入本發明專利權`利要求範圍內的全部實施方案。
權利要求
1.一種菸草秸杆製備生物炭的方法，其特徵在於:菸草秸杆製備生物炭的方法利用菸草秸杆作為製備生物炭的原料，在菸草收穫後，將殘留在種植菸草的農田中的秸杆回收，經過自然晾乾脫水、秸杆粉碎、炭化爐厭氧熱解後形成生物炭產品的過程，具體操作如下: 第一步、菸草秸杆材料的選擇 在菸葉採收完後，採用菸草秸杆拔除機拔除菸草秸杆，不留殘根，同時，把菸草秸杆根系的土和雜物全部清除； 第二步、菸草秸杆的預處理 (O自然脫水 將菸草秸杆整齊排列，採用晾曬、風乾，使菸草秸杆的含水量降到15%以下後，將菸草秸杆收集，運輸到儲存庫存放，備用； (2)自然風乾 菸草秸杆儲存在儲存庫20天以上，讓菸草秸杆含水量繼續下降到8%以下； 第三步、菸草秸杆的粉碎 採用粉碎機成將菸草秸杆粉碎至長度7%，進行脫水處理； 第五步、菸草秸杆的粉炭化 利用炭化爐進行炭化處理，炭化完成後打開爐門，菸草秸杆製備生物炭過程結束。
2.根據權利要求1所述的一種菸草秸杆製備生物炭的方法，其特徵在於:在第二步菸草秸杆的預處理中保持菸草秸杆儲存庫的通風，乾燥。
3.根據權利要求1所述的一種菸草秸杆製備生物炭的方法，其特徵在於:在第三步菸草秸杆的粉碎中選擇使用九龍XC系列高效粉碎機。
4.根據權利要求1所述的一種菸草秸杆製備生物炭的方法，其特徵在於:在第四步菸草秸杆粉末的脫水處理中脫水處理方法是採用烘乾機進行脫水。
5.根據權利要求4所述的一種菸草秸杆製備生物炭的方法，其特徵在於:所述的烘乾機採用轉筒烘乾機進行菸草秸杆粉末的烘乾，菸草秸杆粉末由皮帶輸送機或鬥式提升機送到料鬥，然後經料鬥的加料機通過加料管道進入加料端，菸草秸杆粉末從較高一端加入，載熱體由低端進入，與菸草秸杆粉末成逆流接觸，菸草秸杆粉末在筒體內向前移動過程中，直接或間接得到了載熱體的給熱，使菸草秸杆粉末得以乾燥，然後在出料端經皮帶機或螺旋輸送機送出。
6.根據權利要求1所述的一種菸草秸杆製備生物炭的方法，其特徵在於:在第五步利用炭化爐對菸草秸杆進行粉炭化處理中選擇使用連續炭化爐在溫度< 500 °C條件下進行乾餾、無氧炭化。
7.根據權利要求6所述的一種菸草秸杆製備生物炭的方法，其特徵在於:第五步菸草秸杆的粉炭化，從連續炭化爐點火開始，至爐溫上升到160°C，進行2小時排潮。
8.根據權利要 求6或者7所述的一種菸草秸杆製備生物炭的方法，其特徵在於:連續炭化爐在使用之前先檢查風機、冷凝器、爐門、火門的密封巖棉、各部件的連接處的嚴密性；然後往連續炭化爐內裝粉碎後的菸草秸杆，菸草秸杆均勻填充，裝滿之後關閉爐門，點燃弓I燃爐內的燃料，啟動引風機，關閉上火門，打開下火門，調節出煙口的閥門，當有煙冒出，撤去引燃爐，炭化完成， 在爐內溫度降到100°c以下打開爐門。
全文摘要
本發明涉及一種菸草秸稈製備生物炭的方法，屬農業資源利用技術領域。本發明利用菸草秸稈作為製備生物炭的原料，在菸草收穫後，將殘留在種植菸草的農田中的秸稈回收，經過自然晾乾脫水、秸稈粉碎、炭化爐厭氧熱解後形成生物炭產品的過程。本方法提高了廢棄物資源利用效率，達到了資源循環利用的目的，提高了菸草秸稈的經濟效益，有效地增加了穩定性碳素轉化，減少了因菸草秸稈腐解而帶來的二氧化碳排放20%以上，減少對環境汙染，改善了生態環境，具有顯著的生態效益，引領產業向低碳、可持續健康發展，有利於提高農田土壤質量，節約了農業生產成本。
文檔編號C10B53/02GK103074094SQ20131004536
公開日2013年5月1日 申請日期2013年2月5日 優先權日2013年2月5日
發明者雷寶坤, 續勇波, 陳安強, 毛妍婷, 朱紅業, 魯耀, 胡萬裡, 段宗顏, 杜彩豔, 陳拾華 申請人:雲南省農業科學院農業環境資源研究所