生物炭简介ppt课件.ppt

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1、生物炭及生物质炭化《生物质能工程》11.生物炭的基本概念定义：生物炭(biochar)是由生物残体在缺氧的情况下，经高温慢热解(通常＜700℃，目标产物木炭)产生的一类难熔的、稳定的、高度芳香化的、富含碳素的固态物质。生物质炭化（CarbonizationCharring)也被称为慢速热解，在隔绝空气或限制空气（氧气）的条件下，将生物质燃料在400-600℃条件下进行热分解，目标产物是木炭，同时得到木醋液和木煤气等副产物的过程。2不同材质烧制成的生物炭玉米秸秆炭玉米芯炭花生壳炭⒉3概念内涵生物炭Biochar强调生物质原料来源和农业科学、环境科学中的应用，主要用于土壤肥力改良、大气碳

2、库增汇减排以及受污染环境修复。炭Char泛指炭材料，尤其强调天然火在自然状态下烧制形成。木炭/炭黑Charcoa制作过程和性质特点与生物炭相似，多使用木头、煤炭作为原料．强调应用于燃料、工业热炼、除臭脱色的生物质热解残渣，具有高热值和高内表面积。农业炭Agrichar强调用于农业土壤改良、作物增产的炭质材料，可认为生物炭在农业科学的特定称谓。活性炭Activatedcarbon强调制作过程中为增强表面特性的应用而人为采用极高温(通常＞700℃)、物理化学手段(如高温气体或化学药剂)活化的、高比表面积、高吸附特性的疏松多孔性物质，常用于受污染环境的修复、环境工程处理等方面。黑炭Blac

3、kcarbon/Blackchar泛指各类有机质不完全碳化生成的残渣，包括炭黑、生物炭、活性炭、焦炭等各种炭质材料。⒋4生物炭的主要成分：除C元素外，还有H和O等元素。各种元素含量多少，依赖于热裂解方法和炭化最终温度，与原料无关。随炭化最终温度的升高，生物炭中C元素的含量增加，H和O的含量降低。5固定碳放入白金坩埚内，900℃喷灯火焰下煅烧5min，或在电炉内加热2.5h将温度升高到900℃来测定其固定碳的含量，由于热裂解方法和炭化最终温度不同，生物炭中可能含有70%~86%的固定碳。随着煅烧温度的升高，生物炭中固定碳的含量将会增加。6水分生物炭与水接触时的吸水能力取决于其结构特

4、性和表面浸润的情况，能吸收超过它自身质量的水分。长时间储存在空气中，即使不淋雨雪，其含水量可能超过50%，此时生物炭很容易破碎，而且不能用于冶炼。7灰分生物炭中的灰分含量及其组成与炭化最终温度、原料种类和组成等因素有关。炭化最终温度越高，灰分含量越大。82.炭化工艺技术类型生物炭制取的主要方法：堆烧法（欧美国家常用方法）窑烧法（我国常用方法）炉烧法。9生物炭制造工艺10生物质炭化过程中的化学变化炭化温度/℃反应与现象热解产物＜150℃生物有机质分解速度非常缓慢，主要是水分蒸发化学组分几乎不发生变化220℃～270℃半纤维素开始分解CO2、CO等气体270℃～360℃半纤维素纤维素分

5、解开始生成醋酸、焦油360℃～400℃发生剧烈的热分解，生产大量的气体CO2和CO逐渐减少，CH4、H2等开始增多，冷凝液体产物中含有大量的醋酸、甲醇、焦油等物质＞400℃进入木炭煅烧阶段排出其中的大部分挥发组分，此时生成的液体产物已经很少炭化结束后木炭中固定炭含量在75%～85%之间。11（1）堆烧法程序：将炭化原料竖立或横放在垫木上，上铺一层小树枝或柴草，再用黏土覆盖密封，同时修筑一排烟口或装一根排烟管，然后点火烧制。烧炭过程中，要注意供给的空气量。出炭率：硬木原料20%~35%，软木原料14%~18%。12比利时兰姆比奥特公司利用立式干馏釜进行连续生产，由于这种大规模生产投资强

6、度大，所以限制了在发展中国家的应用。13（2）窑烧法程序：烘窑、缺氧闷烧、闷窑。出炭率：黑炭15%~20%，白炭比黑炭少1/4~1/3。现状：发展中国家许多地方使用最简易的烘窑，用土覆盖木柴或将木柴放入地坑内。这种窑不仅炭化过程慢而且效果和质量都很差。1415用窑烧法烧制木炭，其木炭的质量和产量与操作水平关系甚大。如果控制不好，火候太过，产炭量减少；若火候不足，会烧出夹生炭。16（3）节柴炭烧炉节柴炭烧炉由砖砌成，烧炭同时，可利用产生的热量取暖或烧水。结构：由炉盖、炭化室、燃烧室、火山墙、迎风墙、烟囱、炉门等组成。程序：装料、缺氧闷烧、闭炉和出炭。17（3）可移出式烧炭炉结构紧凑、操

7、作容易、移动方便、出炭率高、炭质较好、劳动强度和受季节影响小。结构：上炉体、下炉体、烟道、风孔、炉盖、点火架、炉栅。出炭率：25~30%。183.常用炭化炉的构造与操作3.1砖窑特点：制造成本低廉，需求的劳动力数量适度，生产的木炭质量也比较好。最常使用的窑有:半橙形窑柱形拱顶窑（一）砖窑构造用砖建造，砂浆成分为木炭颗粒和泥浆。19（1）半橙形窑：半球形，直径约5～7m，两扇窑门正好相对，门线必须与盛行风的方向垂直，门高为1.6～1.7m，底部宽1.