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生物炭是什么,以及它是如何制造的

进行木炭生产的过程中,所用原料的不同会使炭化出的产品质量有所不同。我们都知道,越硬的木头烧制的木炭质量越好,很多朋友也询问木炭之家,使用秸秆及其它草本农业废弃物能否生产木炭,其实这就涉及另一个领域的知识,就是---生物炭。 制作生物炭的过程被称为生物炭热解,是有效的而且可持续的生物质能源提供手段,而通过慢速热解和快速热解两种方法可以将生物质转化为生物炭。

什么是生物炭

通过热解技术将植物等生物质从大气中获取的碳封存的过程就是生物炭的制备过程,在国外,生物炭的生产主要是出于环境保护的需要,而在发展中国家,如我国,生产生物炭则是有利可图的生意。

生物在自己的生长期内,能够将大气中的碳在自身进行储备,可以说所有的生物都是生物质,这里我们特指植物,我们生产的木炭也是生物炭的一种,植物如果不经过热解而任由其死亡,发酵,分解,其封存的碳又会随着植物的分解回到大气中,所以通过对生物质的热解,我们在获得经济回报的同时也锁住了碳,这也变相降低了温室气体排放,木炭之家早就说过,生产木炭就是节能减排,当然很多人并不这么认为。

生物质在热解制造生物炭的过程中,会释放大量的能量,不少朋友都知道点燃木柴和秸秆会产生光和热,但是并不知道产生了多少能量,其实在国外和我国部分地区,生物质能发电已经是非常成熟的能源获取手段,而且是可持续的清洁能源。目前在陕西就有比较大型的生物质发电项目上马,不过此类项目都是雷声大雨点小,在国内主要用于套取国家资金,真正去当事业做得,屈指可数。

除了生物质发电,我们还可以利用小型移动式高温热解炉生产生物炭,非常适合农村地区使用,可以极大的降低运输成本,适合原料分散和规模较小的农户或地区。

生产生物炭

生产制造生物炭,需要用到不同的技术和设备,这是一个复杂的系统,但是它们的原理都是相近的,而且木炭之家会用简单易懂的方式告诉大家它们的工作原理。

从原理上说,所谓的生物质热解,就是生物质原料在250-800℃温度下进行隔氧加热热解的过程,将生物质加热直至各种纤维素和木质素产品分解生成富氢燃料并产生浓缩燃烧,生成富含碳的副产品,剩下的就是生物炭。

生物炭中含有17.60%的灰分,18.70%的挥发分,固定碳大约63.70%。生物炭的热值是25.3兆焦/千克。

生物质是如何变成生物炭

热解的第一阶段是吸热,需要更高水平的能量比生成。最后阶段的热解是放热,这时会产生大量的热量,大约会耗费生物质10%的能量。而这个过程结束后,剩下的就是生物炭。

生物质分子在热压力下变成木炭。这个过程是热分解,热解过程中会产生一个稳定的合成气流,主要成分是一氧化碳(CO),氢(H),和甲烷(CH 4)等气体。还有部分不可燃烧的灰分,剩下的黑色剩余物就是生物炭。

热分解过程

生物质的热分解过程可包括:
碳化
慢速热解
中间热解
快速热解
微波裂解
气化
水热碳化
水蒸气气化

随着技术的成熟,目前较大规模的生物炭生产线主要是以工厂为单位的生物质能发电厂和生物质能热力公司。而以家庭为单位的小型生物质热解系统也开始使用,我们可以将身边常见的各种生物质转化为电力和热能,而副产品则是获得生物炭。这将取代我们对石油和煤炭的需求。

慢速热解

慢速热解是效果最好的生物炭生产方法,,可以有效的将生物质转化为生物炭,也被认为是未来最有前途的新能源技术。慢速热解需要在350-700℃下进行较长时间的低-中温炭化过程,这个时间通常超过24小时,通过较长时间的炭化,产生三种产物:生物炭、水分和合成可燃气,所产的可燃合成气与生物炭数量取决于生产的温度、原料和炭化时间。

快速热解

通过较长时间的生物质热解可以充分利用生物质燃料产出最多的生物炭,但是并不符合经济效益,因为更长的炭化时间意味着耗费更多的成本。目前国际上使用最多的还是高温瞬间炭化技术,该技术可以进行生物质---生物油的转换,通常炭化时间只有0.2-2秒,而炭化温度为400 -600℃。生物质原料中60%成为可燃生物质重油,另外产生了20%的生物炭和20%的可燃合成气。

家庭小规模生物炭生产

以家庭为单位生产生物炭是目前的主流,尤其农村地区生物质来源广泛,使用简单的生物炭设备可以很廉价的加工生物炭,使其充分利用而不是只是作为燃料烧掉,木炭之家会为大家传授一些简单易学的生物炭家庭生产技术。

中型和大型生物炭裂解生产

国内许多公司都在生物炭领域淘金,目前从事此行业的公司通过商业化的系统来处理诸如纸制品、农业废弃物、甚至社区废物等。部署这种生物炭裂解装置有三种基本方法,第一种是集中式系统,在该区域的所有的生物质被收集并运输至生物质热解厂进行处理。第二种是一个中等的高科技热解炉,第三个是一个移动的生物质热解系统,在该系统中,由卡车运输或牵引的快速生物质转换系统,通过合成气系统供电,迅速处理周围环境中的生物质,由于可以移动,所以很方便处理较大区域的生物质,而且生物炭的运输和储存都很方便。

 

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日志标题:《生物炭是什么,以及它是如何制造的》
日志链接:http://51mutan.com/biochar-is-and-how-it-is-manufactured.html
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