[发明专利]一种利用堆肥羊粪制备生物炭的方法

说明书

本发明公开了一种利用堆肥羊粪制备生物炭的方法，包括如下步骤：(1)将堆肥羊粪烘干，粉碎，过筛，得堆肥羊粪粉末；(2)打开气化炉开关，设置升温程序至反应温度800‑1000℃，气化炉达到反应温度前5‑10min通入空气，空气的分压控制在0.1Mpa，待气化炉升温至反应温度时，将堆肥羊粪粉末置于气化炉中，反应，所产气体经过冷凝管排出，所产生物炭冷却至室温后收集。本发明利用堆肥羊粪制备生物炭，解决羊粪产量大，利用方式单一等问题；实现资源化利用。制备生物炭，其产量比一般禽畜粪便高，且热解气化过程产气体污染物较少，减少环境污染。本发明的方法可进行热解气化，操作简便，应用广泛。

技术领域

本发明属于生物质能源技术领域，具体涉及一种利用堆肥羊粪制备生物炭的方法。

背景技术

我国羊粪的产量巨大，是一种潜在的生物质原料。Jun Meng等研究表明，84天堆肥产物耦合400℃热解产生物炭用于土壤添加剂是最优的。A.Méndez等分别在400℃和600℃热解堆肥污泥产生物炭，并将8wt％生物炭运用到土壤中，使土壤中CO₂的排放量分别减少11％和32％。孟俊等对堆肥猪粪进行热解产生物炭，使生物炭的产量得到提高；猪粪(堆肥猪粪和原猪粪)和生物炭运用于酸性土壤中，均提高了土壤的pH值，且生物炭的效果优于猪粪；在400℃热解腐熟堆肥所产生物炭对Cu(Ⅱ)的吸附是自发进行的，且吸附容量最大。可见，采用堆肥禽畜粪便进行热解气化逐渐成为研究热点，且可提高生物炭的产量。

热解是指有机基质在非氧化气氛下的热分解，产生液体生物油、固体生物炭和不可凝结的气态产物。热解主要分为慢速热解和快速热解，快速热解亚型分为闪速热解和真空热解等；慢速热解是在中等的温度条件(最高600℃)和较长的加热速率(20-100℃/min)下处理固体生物质，有利于生物炭的产生；快速热解是在中等温度(400-600℃)和快速加热速率(20000℃/min)下处理固体生物质，可实现液体热解油的最大产量，它可以有效地取代原油。慢速热解产生物炭是普遍采用的方法，但存在反应时间相对较长等缺点；

我国是羊饲养大国，羊粪的产生量巨大，如果处理不当，会产生对环境污染与资源的浪费。另外，一种反应时间相对短的用堆肥羊粪为原料制备生物炭是亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种既可以解决羊粪的产生量巨大的现状，实现资源化利用、又可以使反应时间缩短的一种利用堆肥羊粪制备生物炭的方法。

本发明的技术方案概述如下：

一种利用堆肥羊粪制备生物炭的方法，包括如下步骤：

(1)将堆肥羊粪于55-60℃烘干，粉碎，过筛，获得0.18-0.25mm堆肥羊粪粉末；

(2)打开气化炉开关，设置升温程序至反应温度800-1000℃，气化炉达到反应温度前5-10min通入空气，空气的分压控制在0.1Mpa，待气化炉升温至反应温度时，将步骤(1)获得的堆肥羊粪粉末置于气化炉中，反应，所产气体经过冷凝管排出，所产生物炭冷却至室温后收集；所述堆肥羊粪粉末与空气流量的比例为5g：0.1-0.2L/min。

所述气化炉为下吸式固定床气化炉、管式炉或流化床。

本发明的优点:

1.本发明利用堆肥羊粪制备生物炭，解决羊粪产量大，利用方式单一等问题；实现资源化利用。

2.本发明的方法制备生物炭，其产量比一般禽畜粪便高，且热解气化过程产气体污染物较少，减少环境污染。

3.本发明的方法，对气化炉的种类没有要求，可采用下吸式固定床气化炉、管式炉或流化床等，皆可进行热解气化，操作简便，应用广泛。

具体实施方式