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生物質(zhì)炭化設(shè)備簡介

——工藝流程、衍生產(chǎn)品、效益解析、所涉領(lǐng)域

2021年我國將碳達(dá)峰、碳中和寫入政府工作報(bào)告，我國確定了2030年碳達(dá)峰、2060年碳中和的碳減排總目標(biāo)。盡管現(xiàn)階段我國還沒有將農(nóng)業(yè)碳排放列入重點(diǎn)監(jiān)管行業(yè)，但是，利用生物資源、生物技術(shù)減少或者固定農(nóng)業(yè)食品系統(tǒng)的溫室氣體將是未來農(nóng)業(yè)食品體系下的碳資源管理中的重要措施，將成為全國乃至世界碳中和目標(biāo)的重要手段。

一、 設(shè)備原理

本設(shè)備利用生物質(zhì)炭化技術(shù)，將生物質(zhì)高溫慢速熱解成固體（生物炭）、液體（植物萃取液、木焦油）和氣體（木煤氣）三類產(chǎn)品。

經(jīng)技術(shù)監(jiān)督局審批，完成企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；經(jīng)環(huán)保檢測，完成合格報(bào)告；獲得授權(quán)新型專利7項(xiàng)，發(fā)明專利1項(xiàng)。

二、設(shè)備主要技術(shù)名詞

1. 生物質(zhì)

生物質(zhì)包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物為食物的動(dòng)物及其生產(chǎn)的廢棄物。有代表性的生物質(zhì)如農(nóng)作物、農(nóng)作物廢棄物、木材、木材廢棄物和動(dòng)物糞便。

2. 炭化（熱解）

利用有機(jī)物的熱不穩(wěn)定性，在無氧或缺氧的條件下受熱分解的過程。熱解過程有機(jī)物發(fā)生化學(xué)分解得到氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)可燃物質(zhì)。

3. 生物質(zhì)炭化產(chǎn)品

生物炭含有植物生長所必需的大量中微量元素，具有豐富的微孔結(jié)構(gòu)，比表面積大，吸附能力強(qiáng)，表面官能團(tuán)豐富，理化性質(zhì)穩(wěn)定抗物分解能力強(qiáng)，有“碳封存”功能等特點(diǎn)。

植物萃取液組分主要包括酸類、醛類、酮類、酚類等4類物質(zhì)，具有抗氧化、殺菌、驅(qū)蟲、除臭等作用，常被用作抗氧化劑、生物肥料添加劑、抗菌劑、除臭劑、食品保鮮劑等多方面。

木焦油是木材干餾得到的液體產(chǎn)物在澄清時(shí)沉在下部的黑色油狀液體，含有酚類、酸類、烴類等有機(jī)化合物。加工后可得到雜酚油、抗聚劑、浮選起泡劑、木瀝青等產(chǎn)品。用于醫(yī)藥、合成橡膠和冶金工業(yè)部門。也可直接用作木材防腐劑和防腐涂料。

木煤氣組分包括二氧化碳、一氧化碳、甲烷、氫氣和不飽和碳?xì)浠衔?，除二氧化碳外，都是可燃性氣體，可作生物質(zhì)氣化爐或其他加熱設(shè)備的燃料。

三、設(shè)備結(jié)構(gòu)與組成

（待插入結(jié)構(gòu)2D圖）

生物質(zhì)炭化設(shè)備組成部分主要包括：生物質(zhì)氣化爐、無氧炭化爐、冷凝裝置（一級、二級）、烘干室。

生物質(zhì)氣化爐：燃燒生物質(zhì)燃料或燃?xì)鉃樘炕癄t提供能量。

無氧炭化爐：生物質(zhì)炭化過程發(fā)生位置。

冷凝裝置（一級、二級）：無氧炭化爐產(chǎn)出氣體排入冷凝裝置，冷凝后液體經(jīng)靜置沉降、蒸餾等多道工序可得到植物萃取液和木焦油，冷凝用水升溫至60-70攝氏度后用途廣泛。經(jīng)冷凝后剩余氣體——木煤氣排入生物質(zhì)氣化爐或燃?xì)忮仩t為無氧炭化爐提供熱能。

烘干室：生物質(zhì)氣化爐產(chǎn)出約150攝氏度熱煙經(jīng)管道排入烘干室作烘干用途。

四、設(shè)備主要優(yōu)點(diǎn)

1、 設(shè)備整體循環(huán)需要外熱源、電、水，水電需量極少。

2、 外熱源應(yīng)用范圍廣，可用氣及農(nóng)林廢棄物（兩用）。獨(dú)家發(fā)明噴火器可燃燒各種農(nóng)林廢棄物（如樹枝、菜秧、秸稈、牛糞等），根據(jù)當(dāng)?shù)刭Y源而定。

3、 所產(chǎn)生物質(zhì)均可回收再利用，不僅利益最大化，不會(huì)造成二次污染。

4、 被炭化物料涉獵范圍廣，農(nóng)林廢棄物均可（如木頭、秸稈類、煤炭、類便、棚菜秧子、食用菌棒、稻殼、堅(jiān)果果皮等等），且不要求水份及形狀。

五、 主要產(chǎn)品的應(yīng)用

1、生物炭

1） 已做成生物質(zhì)炭基有機(jī)肥料。國家2020年確立標(biāo)準(zhǔn)且在高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)、黑工地保護(hù)、有機(jī)肥替代化肥項(xiàng)目中重點(diǎn)采購（已實(shí)施）。

2） 已高度打磨成萬目級別，可應(yīng)用在化妝品上，已實(shí)施的應(yīng)用在農(nóng)業(yè)上，液態(tài)炭基肥料。

3） 吸附空氣中的甲醛等有害氣體，如裝修后的炭袋。

4） 水凈化，如受污的池塘，水系等，純凈水中的黑色炭粒。

5） 鹽堿地的治理，利用炭吸附住鹽，不進(jìn)入植物體內(nèi)循環(huán)。

6） 土壤改良，比表面積大，使土壤疏松通透，利于土壤微生物的繁殖和存活，改善土壤的物理、化學(xué)、生物功能，形成炭封存，良好的炭氮比（26~32：1）利于作物生長。

2、植物萃取液

1） 液態(tài)肥：通過科技配方，可噴施、可沖施（西北地區(qū)屬灌溉農(nóng)業(yè)，不用顆粒肥，植物營養(yǎng)均以液態(tài)形式通過澆水供給）。

2） pH作調(diào)節(jié)劑：植物萃取液pH值3-3.5，可應(yīng)用于鹽堿地改良中調(diào)節(jié)中和堿性。

3） 生物農(nóng)藥可驅(qū)蟲，消毒殺菌，并提高植物免疫能力。

4） 具備醫(yī)藥功能：目前僅償試于外用，如蚊蟲叮咬、燙傷、皮膚病、腳氣等，有待于進(jìn)一步開發(fā)。

5） 其它各種稀有類元素的提取和應(yīng)用，需進(jìn)一步科研后開發(fā)。

3、木煤氣

一種新型清潔能源。

4、木焦油

    加工后可得到雜酚油、抗聚劑、浮選起泡劑、木瀝青等產(chǎn)品。用于醫(yī)藥、合成橡膠和冶金工業(yè)部門。也可直接用作木材防腐劑和防腐涂料。

六、設(shè)備工作條件

1、場地要求

根據(jù)處理量不同，需要的廠房大小不同（南方不帶墻，北方帶墻）。根據(jù)處理能力不同，日產(chǎn)2-10噸炭需要400-1000平廠房，外加配套面積為三倍廠房的場地。

2、水源要求

具備每小時(shí)2-5噸供水能力。

3、電源要求

電壓220V；根據(jù)不同設(shè)備型號，最小載荷35千瓦，最大載荷200千瓦。