一種生物炭及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及生物質(zhì)加工領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種生物炭及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前市場(chǎng)上的生物炭主要分為植物來(lái)源生物炭和動(dòng)物來(lái)源生物炭，雖然這兩種類 型的生物炭均可以實(shí)現(xiàn)改善土壤結(jié)構(gòu)、提高土壤肥力和增加農(nóng)作物產(chǎn)量的目的，但有研宄 表明，在同一溫度下，受結(jié)構(gòu)組成和養(yǎng)分含量的影響，植物來(lái)源生物炭要比動(dòng)物來(lái)源生物炭 的比表面積大，而動(dòng)物來(lái)源生物炭的灰分含量則明顯高于植物來(lái)源生物炭。
[0003] 比表面積是表示黑炭結(jié)構(gòu)最重要的指標(biāo)，比表面積越大，其對(duì)土壤物理結(jié)構(gòu)的改 良效果越好，且可以較好地吸附重金屬離子。如果比表面積較小，則其對(duì)土壤結(jié)構(gòu)和吸附重 金屬的作用較小。灰分是表示黑炭保蓄養(yǎng)分的能力，包括鉀、鈣等離子，其含量越高，其供給 土壤的養(yǎng)分越多，對(duì)土壤肥力提升越有利。因此從比表面積和灰分兩方面來(lái)綜合評(píng)價(jià)生物 黑炭的效果是比較合理的。
[0004] 生物質(zhì)炭是有機(jī)物質(zhì)在完全或部分缺氧的條件下低溫?zé)崃呀馍傻墓虘B(tài)混合物， 具有穩(wěn)定性高，難降解等特點(diǎn)。生產(chǎn)生物質(zhì)炭的原料包括作物秸桿、樹(shù)木枝干、畜禽糞便和 稻殼等，這些物質(zhì)都來(lái)源于植物的光合作用。目前國(guó)內(nèi)外研宄制備的生物黑炭原料主要有： 水稻秸桿，小麥秸桿、木肩、豬糞等。比如，河南三利新能源有限公司生產(chǎn)的基于溫度為500 攝氏度左右的熱裂解制成的小麥秸桿生物黑炭。但是這些生物黑炭的來(lái)源大多比較單一， 且各種來(lái)源物質(zhì)燒制生物黑炭的溫度存在較大差異（從300攝氏度到750攝氏度不等）。而 且這些不同來(lái)源物質(zhì)的生物黑炭施用土壤后的效果也存在顯著差異，比如，植物來(lái)源生物 炭要比動(dòng)物來(lái)源生物炭的比表面積大，對(duì)土壤結(jié)構(gòu)改良和重金屬吸附的作用較好，而動(dòng)物 來(lái)源生物炭的灰分含量則明顯高于植物來(lái)源生物炭，對(duì)于土壤培肥和作物增產(chǎn)的效果較為 明顯。由此造成這些不同來(lái)源的黑炭對(duì)土壤肥力提升、增產(chǎn)效果和重金屬鈍化的作用也顯 著不同。因此，為優(yōu)化生物黑炭的結(jié)構(gòu)和灰分效果，本研宄試圖通過(guò)將秸桿和畜禽糞便進(jìn)行 混合燒制，并通過(guò)優(yōu)化用量配比和溫度調(diào)控，以此制備一種混合型的生物黑炭（比表面積、 孔體積和灰分含量均得到明顯改善），從而更好的改良土壤和提高作物產(chǎn)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種生物炭及其制備方 法。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明首先提供一種生物炭，所述生物炭為植物秸桿和動(dòng) 物糞便按照重量比為2:1的比例，在500~550攝氏度下無(wú)氧燒制10~20個(gè)小時(shí)得到。
[0007] 進(jìn)一步地，所述植物秸桿的含水率低于20%，所述動(dòng)物糞便的含水率低于40%。
[0008] 作為優(yōu)選，所述植物秸桿為水稻秸桿。
[0009] 作為優(yōu)選，所述動(dòng)物糞便為豬糞。
[0010] 本發(fā)明還提供了一種生物炭的制備方法，將植物秸桿和動(dòng)物糞便按照重量比為 2:1的比例，在500~550攝氏度下無(wú)氧燒制10~20個(gè)小時(shí)得到生物炭。
[0011] 進(jìn)一步地，所述植物秸桿的含水率低于20%，所述動(dòng)物糞便的含水率低于40%。
[0012] 作為優(yōu)選，所述植物秸桿為水稻秸桿。
[0013] 作為優(yōu)選，所述動(dòng)物糞便為豬糞。
[0014] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0015] 本發(fā)明通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，將植物秸桿和動(dòng)物糞便按照重量比為2:1的比例，在500~ 550攝氏度下無(wú)氧燒制10~20個(gè)小時(shí)，得到的生物炭產(chǎn)物的比表面積為60-100m 2/g，孔體 積在0. 04-0. 08cm3/g，灰分為55-60%，明顯優(yōu)于1:1和1:2的配比。同時(shí)，相比現(xiàn)有技術(shù)的 秸桿源黑炭，雖然其比表面積和孔體積降低了 25 %和20 %，但是其灰分含量增加了 66. 7 %; 與豬糞源黑炭相比，雖然其灰分降低了 15. 4%，但是其比表面積和孔體積增加了 50%和 122%〇
【具體實(shí)施方式】
[0016] 以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
[0017] 實(shí)施例1
[0018] 1、收集植物來(lái)源生物炭（水稻秸桿），切碎后風(fēng)干，保證其水分低于20 %。收集動(dòng) 物來(lái)源生物炭（豬糞），風(fēng)干混勻，保證其含水率應(yīng)低于40 %。
[0019] 2、將水稻秸桿和豬糞按照2:1的重量比進(jìn)行混合，裝爐（二分之一體積）。
[0020] 3、在500攝氏度下進(jìn)行高溫?zé)o氧燒制10小時(shí)。
[0021] 實(shí)施例2
[0022] 1、收集植物來(lái)源生物炭（水稻秸桿），切碎后風(fēng)干，保證其水分低于20 %。收集動(dòng) 物來(lái)源生物炭（豬糞），風(fēng)干混勻，保證其含水率應(yīng)低于40 %。
[0023] 2、將水稻秸桿和豬糞按照2:1的重量比進(jìn)行混合，裝爐（裝滿）。3、在550攝氏度 下進(jìn)行高溫?zé)o氧燒制20小時(shí)。
[0024] 實(shí)驗(yàn)例1配比比例的優(yōu)化
[0025] 本實(shí)驗(yàn)例通過(guò)調(diào)整植物秸桿和動(dòng)物糞便的配比，比較不同比例下燒制的生物炭的 比表面積、孔體積和灰分（見(jiàn)表1)。
[0026] 結(jié)果發(fā)現(xiàn)，將植物秸桿和動(dòng)物糞便按照重量比為2:1的比例，在500~550攝氏 度下無(wú)氧燒制10~20個(gè)小時(shí)，得到的生物炭產(chǎn)物的比表面積為60-100m 2/g，孔體積在 0. 04-0. 08cm3/g，灰分為55-60 %，明顯優(yōu)于1:1和1:2的配比。同時(shí)，相比現(xiàn)有技術(shù)的稻 桿源黑炭，雖然其比表面積和孔體積降低了 25%和20%，但是其灰分含量增加了 66. 7% ; 與豬糞源黑炭相比，雖然其灰分降低了 15. 4%，但是其比表面積和孔體積增加了 50%和 122%。因此，綜合來(lái)看，秸桿和豬糞比例為2:1的生物黑炭的結(jié)構(gòu)和灰分效果最好。
[0027] 表1不同秸桿和豬糞比例在500和550攝氏度下燒制的生物黑炭效果比較
[0028]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種生物炭，其特征在于，所述生物炭為植物秸桿和動(dòng)物糞便按照重量比為2:1的 比例，在500~550攝氏度下無(wú)氧燒制10~20個(gè)小時(shí)得到。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物炭，其特征在于，所述植物秸桿的含水率低于20%，所述 動(dòng)物糞便的含水率低于40%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生物炭，其特征在于，所述植物秸桿為水稻秸桿。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的生物炭，其特征在于，所述動(dòng)物糞便為豬糞。
5. -種生物炭的制備方法，其特征在于，將植物秸桿和動(dòng)物糞便按照重量比為2:1的 比例，在500~550攝氏度下無(wú)氧燒制10~20個(gè)小時(shí)得到生物炭。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述植物秸桿的含水率低于20 %，所述動(dòng) 物糞便的含水率低于40 %。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述植物秸桿為水稻秸桿。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述動(dòng)物糞便為豬糞。
【專利摘要】本發(fā)明涉及生物質(zhì)加工領(lǐng)域，具體提供了一種生物炭及其制備方法。將植物秸稈和動(dòng)物糞便按照重量比為2:1的比例，在500～550攝氏度下無(wú)氧燒制10～20個(gè)小時(shí)得到的生物炭，相比現(xiàn)有技術(shù)的秸稈源黑炭，雖然其比表面積和孔體積降低了25％和20％，但是其灰分含量增加了66.7％；與豬糞源黑炭相比，雖然其灰分降低了15.4％，但是其比表面積和孔體積增加了50％和122％。
【IPC分類】C01B31-02
【公開(kāi)號(hào)】CN104773718
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510151457
【發(fā)明人】譚武貴, 柳開(kāi)樓, 豐來(lái), 李亞貞, 胡惠文, 葉會(huì)財(cái), 徐小林, 周利軍, 余跑蘭
【申請(qǐng)人】湖南泰谷生物科技股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月15日
【申請(qǐng)日】2015年4月1日