[发明专利]一种利用生物炭来提高高炉尾气的热值并得到高比表面积炭的方法

说明书

本发明公开了一种利用生物炭来提高高炉尾气的热值并得到高比表面积炭的方法，生物炭为由生物质制备而成的炭，高炉尾气为含有CO₂成分的低热值气体燃料；将所述生物炭放置在高温炉中，于高温加热条件下，持续通入高炉尾气进行还原反应，生物炭将高炉尾气中的部分CO₂成分高温还原成CO，使得低热值的高炉尾气转变为高热值燃气，同时生物炭表面被持续流过的高炉尾气烧蚀形成多孔隙结构，获得高比表面积炭。本发明的方法中，整个体系环保无污染，所得生物炭的比表面积比直接在无氧或低氧条件下制得的生物炭高出几倍甚至几十倍，从作为农业肥料变成高附加值的生物炭。所得高炉尾气的热值大幅提高，转变为高热值燃气，对社会的经济和环境十分友好。

技术领域

本发明属于尾气利用和材料制备技术领域，具体涉及一种利用生物炭来提高高炉尾气的热值并得到高比表面积炭的方法。

背景技术

随着现代科技的不断发展，人类的生活水平也在不断的提高，究其原因，是各种工业、科技推动了社会的进步。而支撑工业金额科技发展的关键因素在于科研成果的社会转化。近年来，碳材料越来越受到科研工作者的广泛关注。其中生物炭来源广泛，但基本都作为农业肥料重新利用在利用价值低廉的农业上。生物质来源于自然，其各种属性或表面形貌具有潜在的研究价值。其中高比表面积的炭进一步改性后有广泛的应用。因此，把生物炭变成高附加值材料，有大量的科研工作去做。把生物炭转化为高比表面积炭就是一项很有意义的研究工作。

利用氧化还原反应的原理，使用CO₂刻蚀碳材料是一种简单易于放大的操作。高炉尾气作为钢厂或冶金高炉释放的尾气，是一种低热值气体燃料，其中含有CO₂成分约10~35%，拥有足够高的CO₂浓度。，其中含有高含量的CO₂气体，是理想的CO₂来源。在发生氧化还原反应的过程中，生物炭的表面及内部的孔道被CO₂所刻蚀，脱除了高炉尾气中的CO₂产生大量CO，为高炉尾气提升了热值，与此同时生物炭转化为高比表面积炭，使生物炭得到高附加值的应用。

目前，针对生物炭和高炉尾气的结合应用，鲜有相关的文献和专利。整个实验过程，生物炭来源广泛，高炉尾气的热值得到进一步提升，所得生物炭的比表面积比直接在无氧或低氧条件下制得高出几倍甚至几十倍，高比表面积炭进一步改性即可获得高性能碳材料，环保无污染，在农业及工业的应用中具有巨大的应用前景。

发明内容

针对高炉尾气和生物炭的应用现状，本发明的目的在于提供一种利用生物炭来提高高炉尾气的热值并得到高比表面积炭的方法，制备生物炭所需的原料来源广泛，且制备生物炭的方法简单，在尾气脱除高炉尾气的应用中拥有潜在的工业化前景，与此同时，把廉价的生物炭转变为具有高比表面积的高附加值生物炭。

所述的一种利用生物炭来提高高炉尾气的热值并得到高比表面积炭的方法，其特征在于生物炭为由生物质制备而成的炭，高炉尾气为含有CO₂成分的低热值气体燃料；将所述生物炭放置在高温炉中，于高温加热条件下，持续通入高炉尾气进行还原反应，生物炭将高炉尾气中的部分CO₂成分高温还原成CO，使得低热值的高炉尾气转变为高热值燃气，同时生物炭表面被持续流过的高炉尾气烧蚀形成多孔隙结构，获得高比表面积炭。

所述的一种利用生物炭来提高高炉尾气的热值并得到高比表面积炭的方法，其特征在于所述生物炭的制备方法步骤如下：

1）生物质用去离子水冲洗后置于水中浸泡，浸泡结束后，将生物质从水中取出干燥，得到预处理的生物质，备用；

2）将预处理的生物质在无氧、低氧或惰性气氛下高温焙烧，焙烧后所得炭即为生物炭。

所述的一种利用生物炭来提高高炉尾气的热值并得到高比表面积炭的方法，其特征在于所述生物质为秸秆、果壳、木材、粪便或污泥，优选为果壳或木材。