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生物质炭化设备简介

——工艺流程、衍生产品、效益解析、所涉领域

2021年我国将碳达峰、碳中和写入政府工作报告，我国确定了2030年碳达峰、2060年碳中和的碳减排总目标。尽管现阶段我国还没有将农业碳排放列入重点监管行业，但是，利用生物资源、生物技术减少或者固定农业食品系统的温室气体将是未来农业食品体系下的碳资源管理中的重要措施，将成为全国乃至世界碳中和目标的重要手段。

一、 设备原理

本设备利用生物质炭化技术，将生物质高温慢速热解成固体（生物炭）、液体（植物萃取液、木焦油）和气体（木煤气）三类产品。

经技术监督局审批，完成企业标准；经环保检测，完成合格报告；获得授权新型专利7项，发明专利1项。

二、设备主要技术名词

1. 生物质

生物质包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物。有代表性的生物质如农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便。

2. 炭化（热解）

利用有机物的热不稳定性，在无氧或缺氧的条件下受热分解的过程。热解过程有机物发生化学分解得到气态、液态和固态可燃物质。

3. 生物质炭化产品

生物炭含有植物生长所必需的大量中微量元素，具有丰富的微孔结构，比表面积大，吸附能力强，表面官能团丰富，理化性质稳定抗物分解能力强，有“碳封存”功能等特点。

植物萃取液组分主要包括酸类、醛类、酮类、酚类等4类物质，具有抗氧化、杀菌、驱虫、除臭等作用，常被用作抗氧化剂、生物肥料添加剂、抗菌剂、除臭剂、食品保鲜剂等多方面。

木焦油是木材干馏得到的液体产物在澄清时沉在下部的黑色油状液体，含有酚类、酸类、烃类等有机化合物。加工后可得到杂酚油、抗聚剂、浮选起泡剂、木沥青等产品。用于医药、合成橡胶和冶金工业部门。也可直接用作木材防腐剂和防腐涂料。

木煤气组分包括二氧化碳、一氧化碳、甲烷、氢气和不饱和碳氢化合物，除二氧化碳外，都是可燃性气体，可作生物质气化炉或其他加热设备的燃料。

三、设备结构与组成

（待插入结构2D图）

生物质炭化设备组成部分主要包括：生物质气化炉、无氧炭化炉、冷凝装置（一级、二级）、烘干室。

生物质气化炉：燃烧生物质燃料或燃气为炭化炉提供能量。

无氧炭化炉：生物质炭化过程发生位置。

冷凝装置（一级、二级）：无氧炭化炉产出气体排入冷凝装置，冷凝后液体经静置沉降、蒸馏等多道工序可得到植物萃取液和木焦油，冷凝用水升温至60-70摄氏度后用途广泛。经冷凝后剩余气体——木煤气排入生物质气化炉或燃气锅炉为无氧炭化炉提供热能。

烘干室：生物质气化炉产出约150摄氏度热烟经管道排入烘干室作烘干用途。

四、设备主要优点

1、 设备整体循环需要外热源、电、水，水电需量极少。

2、 外热源应用范围广，可用气及农林废弃物（两用）。独家发明喷火器可燃烧各种农林废弃物（如树枝、菜秧、秸秆、牛粪等），根据当地资源而定。

3、 所产生物质均可回收再利用，不仅利益最大化，不会造成二次污染。

4、 被炭化物料涉猎范围广，农林废弃物均可（如木头、秸秆类、煤炭、类便、棚菜秧子、食用菌棒、稻壳、坚果果皮等等），且不要求水份及形状。

五、 主要产品的应用

1、生物炭

1） 已做成生物质炭基有机肥料。国家2020年确立标准且在高标准农田建设、黑工地保护、有机肥替代化肥项目中重点采购（已实施）。

2） 已高度打磨成万目级别，可应用在化妆品上，已实施的应用在农业上，液态炭基肥料。

3） 吸附空气中的甲醛等有害气体，如装修后的炭袋。

4） 水净化，如受污的池塘，水系等，纯净水中的黑色炭粒。

5） 盐碱地的治理，利用炭吸附住盐，不进入植物体内循环。

6） 土壤改良，比表面积大，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、化学、生物功能，形成炭封存，良好的炭氮比（26~32：1）利于作物生长。

2、植物萃取液

1） 液态肥：通过科技配方，可喷施、可冲施（西北地区属灌溉农业，不用颗粒肥，植物营养均以液态形式通过浇水供给）。

2） pH作调节剂：植物萃取液pH值3-3.5，可应用于盐碱地改良中调节中和碱性。

3） 生物农药可驱虫，消毒杀菌，并提高植物免疫能力。

4） 具备医药功能：目前仅偿试于外用，如蚊虫叮咬、烫伤、皮肤病、脚气等，有待于进一步开发。

5） 其它各种稀有类元素的提取和应用，需进一步科研后开发。

3、木煤气

一种新型清洁能源。

4、木焦油

    加工后可得到杂酚油、抗聚剂、浮选起泡剂、木沥青等产品。用于医药、合成橡胶和冶金工业部门。也可直接用作木材防腐剂和防腐涂料。

六、设备工作条件

1、场地要求

根据处理量不同，需要的厂房大小不同（南方不带墙，北方带墙）。根据处理能力不同，日产2-10吨炭需要400-1000平厂房，外加配套面积为三倍厂房的场地。

2、水源要求

具备每小时2-5吨供水能力。

3、电源要求

电压220V；根据不同设备型号，最小载荷35千瓦，最大载荷200千瓦。