生物質炭化設備簡介

——工藝流程、衍生產品、效益解析、所涉領域

2021年我國將碳達峰、碳中和寫入政府工作報告，我國確定了2030年碳達峰、2060年碳中和的碳減排總目標。盡管現階段我國還沒有將農業碳排放列入重點監管行業，但是，利用生物資源、生物技術減少或者固定農業食品系統的溫室氣體將是未來農業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的重要手段。

一、 設備原理

本設備利用生物質炭化技術，將生物質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）三類產品。

經技術監督局審批，完成企業標準；經環保檢測，完成合格報告；獲得授權新型專利7項，發明專利1項。

二、設備主要技術名詞

1. 生物質

生物質包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物為食物的動物及其生產的廢棄物。有代表性的生物質如農作物、農作物廢棄物、木材、木材廢棄物和動物糞便。

2. 炭化（熱解）

利用有機物的熱不穩定性，在無氧或缺氧的條件下受熱分解的過程。熱解過程有機物發生化學分解得到氣態、液態和固態可燃物質。

3. 生物質炭化產品

生物炭含有植物生長所必需的大量中微量元素，具有豐富的微孔結構，比表面積大，吸附能力強，表面官能團豐富，理化性質穩定抗物分解能力強，有“碳封存”功能等特點。

植物萃取液組分主要包括酸類、醛類、酮類、酚類等4類物質，具有抗氧化、殺菌、驅蟲、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物在澄清時沉在下部的黑色油狀液體，含有酚類、酸類、烴類等有機化合物。加工后可得到雜酚油、抗聚劑、浮選起泡劑、木瀝青等產品。用于醫藥、合成橡膠和冶金工業部門。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、氫氣和不飽和碳氫化合物，除二氧化碳外，都是可燃性氣體，可作生物質氣化爐或其他加熱設備的燃料。

三、設備結構與組成

（待插入結構2D圖）

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

生物質氣化爐：燃燒生物質燃料或燃氣為炭化爐提供能量。

無氧炭化爐：生物質炭化過程發生位置。

冷凝裝置（一級、二級）：無氧炭化爐產出氣體排入冷凝裝置，冷凝后液體經靜置沉降、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。經冷凝后剩余氣體——木煤氣排入生物質氣化爐或燃氣鍋爐為無氧炭化爐提供熱能。

烘干室：生物質氣化爐產出約150攝氏度熱煙經管道排入烘干室作烘干用途。

四、設備主要優點

1、 設備整體循環需要外熱源、電、水，水電需量極少。

2、 外熱源應用范圍廣，可用氣及農林廢棄物（兩用）。獨家發明噴火器可燃燒各種農林廢棄物（如樹枝、菜秧、秸稈、牛糞等），根據當地資源而定。

3、 所產生物質均可回收再利用，不僅利益最大化，不會造成二次污染。

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

五、 主要產品的應用

1、生物炭

1） 已做成生物質炭基有機肥料。國家2020年確立標準且在高標準農田建設、黑工地保護、有機肥替代化肥項目中重點采購（已實施）。

2） 已高度打磨成萬目級別，可應用在化妝品上，已實施的應用在農業上，液態炭基肥料。

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，不進入植物體內循環。

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、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） 液態肥：通過科技配方，可噴施、可沖施（西北地區屬灌溉農業，不用顆粒肥，植物營養均以液態形式通過澆水供給）。

2） pH作調節劑：植物萃取液pH值3-3.5，可應用于鹽堿地改良中調節中和堿性。

3） 生物農藥可驅蟲，消毒殺菌，并提高植物免疫能力。

4） 具備醫藥功能：目前僅償試于外用，如蚊蟲叮咬、燙傷、皮膚病、腳氣等，有待于進一步開發。

5） 其它各種稀有類元素的提取和應用，需進一步科研后開發。

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、木瀝青等產品。用于醫藥、合成橡膠和冶金工業部門。也可直接用作木材防腐劑和防腐涂料。

六、設備工作條件

1、場地要求

根據處理量不同，需要的廠房大小不同（南方不帶墻，北方帶墻）。根據處理能力不同，日產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2-5噸供水能力。

3、電源要求

電壓220V；根據不同設備型號，最小載荷35千瓦，最大載荷200千瓦。