[发明专利]一种黑液秸秆炭及其制造方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种炭的制造技术和黑液治理领域。

【背景技术】

秸秆通常是指小麦、水稻、玉米、薯类、油料、棉花、甘蔗和其它农作物在收获籽实后的剩余部分。农作物光合作用的产物有一半以上存在于秸秆中，秸秆是一种具有多用途的可再生的生物资源。

据有关统计，中国每年在农作物秸秆利用方面包括其中用于畜牧饲料为1.45亿t，还田肥料0.91亿t，工业原料0.14亿t，作为农民传统的生活燃料的秸秆为2.8亿t，分别占总量的24％、15％、2.3％和40％，除了上述用途外，还有18.7％约1.13亿t剩余秸秆没有任何用途，成为真正的废弃物，大部分在田野焚烧了，这不仅严重污染环境，影响交通，而且造成生物质能源的极大浪费，秸秆的利用水平有待进一步提高。

在现有技术秸秆的生物质能源利用中，生物质热化学转化利用是最主要的选项。秸秆的热解利用包括秸秆的气化、干馏、液化和炭化，秸秆气化是指在有氧气助燃的情况下在煤气发生炉里将秸秆转化为可燃性气体，秸秆干馏是指秸秆在干馏釜中隔绝空气热解加工成初级液体产品，而液化则是将其进一步在高温和催化剂等条件的共同作用下转化为液体燃料。秸秆的热解技术是个成熟的技术，但是不被广泛利用，原因主要在于木本类植物资源比它更具价值，相对而言由于其本身热值低、灰分高，所以在产量、质量、生产成本上不具优势，缺少商品化竞争条件。

在现有技术秸秆的生物质能源利用中，也有将秸秆作为机制炭原料的，由于秸秆相对柔软不具脆性，存在粉碎难问题、往往需要几次粉碎，能耗和用工提高了制造成本，秸秆属草本植物，木质素含量相对少，制棒机械对秸秆粉碎料技术要求高，在炭化过程中易碎等缺陷，很少被利用。

在现有技术秸秆的生物质能源利用中，用秸秆直接燃烧供热发电的利用方式，是一条将秸秆转化为生物质能源的工艺技术路线；生物质的热解气化与燃气轮机结合的联合循环发电系统将生物质转换成电能和热能的利用，大大提高了发电效率并降低污染。生物质技术被认为是目前世界上最先进的生物质气化发电技术。但是存在以下技术缺陷：高温燃气中含有的碱金属及其他有害微量元素对燃气轮机的叶片及系统其它设备的腐蚀极大，并且导致沉积的形成、阻碍热交换，降低换热效率，从而降低发电效率和功率，阻塞流道，造成机械损害，运行故障。

制浆造纸的主要技术就是脱除木质纤维中的木质素，其主要的副产物黑液由于其结构复杂，生物降解难，是造纸工业主要的有机污染物，若不充分利用，流入江河湖泊，造成严重的环境污染及大量的资源浪费。在我国每年制浆造纸可利用的木质素有1000多万吨，过去大部分随造纸废水排放污染环境，现在绝大部分是被燃烧处理，大量的木质素资源有待开发利用。

【发明内容】

本发明的目的在于克服以上现有技术的不足，解决秸秆生物质资源不能被大规模利用问题、秸秆制炭存在的质量产量规模化问题、在制浆造纸造成环境污染和大量的木质素资源浪费问题以及秸秆生物质资源被发电存在的设备腐蚀损害等问题，提供了一种炭即黑液秸秆炭，其充分利用了农田废弃秸秆生物质资源和制浆造纸的副产物木质素资源，改变现有技术中炭的制造工艺以及黑液的治理模式，产品得炭率高、固定炭含量高，灰分低，并且成本低廉，可以提供生物质能源发电，对设备的腐蚀甚微；本发明的另一目的是，提供一种工艺合理，生产效率高，能耗低，产品质量好，规模化生产的黑液秸秆炭的制造方法。

为实现以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种黑液秸秆炭，其特征在于，所述的黑液秸秆炭原料为秸秆和造纸制浆黑液，经二组分物料混合后模压成型再炭化而得，二组分物料都是被大量废弃的或不被大量利用的生物质资源，将它们组合制成高热值的能源产品，其热值高达32800KJ/Kg，高于原煤热值20934KJ/Kg，再则其低成本，可大规模生产，资源可持续，由于制炭过程中挥发物的挥发，其可以用来发电，对发电设备几乎没腐蚀，尤其是对地球环境的影响，它相当于零排放，并且有效治理了制浆造纸造成环境污染。秸秆和黑液都为生物质能源资源，生物质作为环境友好型能源，将成为未来可持续能源供应的主要部分。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：