[发明专利]活性炭在制备生物炭、混合型燃烧颗粒中的应用

权利要求书

1.活性炭在制备生物炭、混合型燃烧颗粒中的应用；其特征在于，所述活性炭按如下步骤制备：

(1)水稻秸秆的铡切：将干燥的水稻秸秆切断为3-6cm的小段水稻秸秆；

(2)小段水稻秸秆的浸润：将3-6cm的小段水稻秸秆，在常温下用自来水完全浸润60-90min，使秸秆含水量达75-90％；

(3)湿润秸秆的蒸汽爆破：将含水量为75％-90％小段湿润秸秆用蒸汽爆破机连续爆破，爆破饱和蒸汽压力为1.15-1.55MPa，爆破饱和蒸汽压力对应的温度为186-200℃；压力维持时间为2-4min，瞬间释放压力，得到秸秆固液混合物；

(4)爆破后的秸秆高速湿法粉碎：将秸秆固液混合物粉碎至80-200目，期间，加自来水调节固液混合物中的固液质量比为1：(8-15)。

(5)小颗粒水稻秸秆纤维的酶法高效水解：将由步骤(4)所得的经高速湿法粉碎后的秸秆颗粒，按干重每kg秸秆颗粒添加木聚糖酶100-200IU，且要求固形物水稻秸秆粉与水的固液质量比为1:(10-15)，控制酶法水解温度为50-55℃，pH 4.8-5.5，水解时间24-30h，期间不断搅拌，搅拌速度为50-60r/m，得到低聚木糖水解液混合物，所述低聚木糖水解液混合物中还原糖质量百分比含量为1.5-2.5％，将低聚木糖水解液混合物95-100℃灭酶10min，得水解产物；

(6)水解产物中非低聚木糖的去除：按秸秆纤维颗粒干重的0.05-0.1％向水解产物中加入活性酵母菌，控温30-34℃，pH 4.8-5.5，保持搅拌速度50-60r/m，维持6-10h，得去除非低聚木糖的水解产物；

(7)去除非低聚木糖的水解产物的固液分离：将去除非低聚木糖的水解产物泵入板框过滤机，维持框内压力0.8-1.0Mpa，获得固体纤维滤饼和板框过滤滤液，实现固液分离，所述板框过滤滤液为低聚木糖水解液；

(8)超滤除杂：采用截留分子量为10,000Da的卷绕式有机超滤膜对板框过滤滤液进行超滤，获得富含低聚木糖的超滤液，和富含大分子蛋白及多糖的超滤大分子截流液；

(9)低聚木糖的浓缩：将超滤液泵入真空薄膜蒸发器中，控制蒸发温度70-90℃，真空度20-100Pa，使水分以水汽形式挥发或冷凝洁净水排除，无有机废液排出，实现低聚木糖的浓缩，得低聚木糖糖浆，所述低聚木糖糖浆中低聚木糖的质量百分比含量为65-75％、含水量为25-35％；

(10)脱色：将低聚木糖糖浆稀释至低聚木糖的质量百分比含量为30-40％，向稀释后的低聚木糖糖浆中加入糖酒型活性炭搅拌，所述添加的糖酒型活性炭的质量为稀释后的低聚木糖糖浆质量的0.6-1.0％，搅拌时控温50-60℃，pH 4.5-5.0，搅拌速度40-50r/m，搅拌时间2-4h，搅拌后用板框过滤实现固液分离，纯水洗涤板框中活性炭滤渣，分别获得活性炭脱色液和活性炭滤渣。

2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，步骤(1)所述干燥的水稻秸秆的含水量为8-13％；步骤(2)中，秸秆含水量达75％-90％时，秸秆中的固液质量比为1：(3-9)；步骤(4)中是用高速切割湿法粉碎机将秸秆固液混合物粉碎至80-200目，切割速度为6000-8000r/m；所述木聚糖酶主要为木聚糖内切酶或利用康氏木霉AS3.2774，经代谢调控固体发酵方法制备的木聚糖内切酶酶制剂，所述的固体发酵方法为：在培养基中接种康氏木霉AS3.2774后，在28-32℃温度条件下，静置发酵4.5-5.5d，再用自来水浸提1h，最后经超滤浓缩，即得木聚糖酶制剂，所述培养基中包括如下重量份的组分：水稻秸秆粉10-15、玉米芯粉10-15、麸皮10-15、硫酸铵1-2、水55-65，培养基为自然pH；步骤(5)中，控制pH 4.8-5.5时，采用弱酸或弱碱调节；步骤(6)所述酵母菌为酿酒酵母、面包酵母、安琪酵母、果酒酵母的至少一种。

3.如权利要求1所述的应用，其特征在于，当所述活性炭作为生物炭使用时，每亩土壤使用量为100—200g。

4.如权利要求1所述的应用，其特征在于，当所述活性炭制备混合型燃烧颗粒时，是将活性炭滤渣与步骤(3)获得的木质纤维滤饼按质量比1：(3—5)混合后，压制成0.5—4cm³大小的混合型燃烧颗粒，燃烧颗粒密度为1.1—1.5g/cm³。