[发明专利]一种制备炭基肥用高品质生物质炭并联产木醋液的工艺

说明书

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机碳；通过对喷淋液的相分离操作木醋液，避免了燃烧带来的能源浪费和烟气污染，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。

技术领域

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

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。

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CN105384579A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。

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

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。

本发明为达到上述目的采取如下技术方案：

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：

(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，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；

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；

(4)喷淋净化后的气体再经气液分离，得到少量木醋液。

所述炭化的温度为350～650℃，所述炭化的时间为30～90min。