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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410577349.1 (22)申请日 2014.10.24 C10B 53/02(2006.01) C10B 57/08(2006.01) (71)申请人东华大学 地址 201620 上海市松江区松江新城区人民 北路2999号 (72)发明人程旭 王彪 朱方亮 王华平 (74)专利代理机构上海天翔知识产权代理有限 公司 31224 代理人吕伴 (54) 发明名称 一种高得率生物炭的制备方法 (57) 摘要 本发明公开一种高得率生物炭的制备方法, 主要步骤包括:(1)将收集的生物质原料投放到 催化剂溶液中,常温搅拌浸渍后,过滤后得到。
2、含 水和催化剂的生物质原料,其重量含水率范围为 50150,催化剂重量含量为0.55;(2)将 含水和催化剂的生物质原料在无氧或限氧氛围下 以0.52/min升温至100180,保温1 2小时,再以0.53/min升温至240300, 保温13小时,最后以1050/min升温至 500900,保温14小时,冷却后得到生物 炭,生物炭得率大于生物质原料重量的40。本 发明在生物炭的制备过程中无需干燥,且利用含 水和含催化剂的生物质原料和分步炭化工艺实现 了提高生物炭得率的目的,节约能源的同时,所制 备的生物炭具有比表面积大、孔隙率高的特点,可 广泛用于水处理、功能纺织等领域。 (51)Int.C。
3、l. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书8页 (10)申请公布号 CN 104371748 A (43)申请公布日 2015.02.25 CN 104371748 A 1/1页 2 1.一种高得率生物炭的制备方法,其特征是包括如下步骤: (1)将生物质原料投放到催化剂溶液中,搅拌浸渍,然后过滤,得到含水和催化剂的生 物质原料;其中,所述含水和催化剂的生物质原料的重量含水率为50150,催化剂重量 含量为0.55; (2)将所述含水和催化剂的生物质原料在无氧或限氧氛围下以0.52/min升温至 100180,再保温12小时; (3)接着在无氧或限氧。
4、氛围下以0.53/min升温至240300,保温13小 时; (4)然后在无氧或限氧氛围下以1050/min升温至500900,保温14小 时; (5)冷却后得到残余固体物质即为生物炭,生物炭的得率大于生物质原料重量的 40。 2.根据权利要求1所述的一种高得率生物炭的制备方法,其特征在于,所述生物质原 料为水稻秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆、棉花秸秆、油菜秸秆、大豆秸秆、小麦壳、稻壳、花生壳、 竹材、竹屑、木材、木屑、树叶、杂草、椰壳、板栗壳、咖啡渣、茶叶渣、苹果渣、葡萄渣、梨渣、甘 蔗渣、橄榄渣、芒果渣、西瓜皮、冬瓜皮和南瓜皮中的一种以上。 3.根据权利要求1所述的一种高得率生物炭的制备方法,其。
5、特征在于,所述催化剂溶 液是高锰酸钾溶液、醋酸锌溶液、硼酸溶液、硼酸钠溶液、氯化锌溶液、硫酸锌溶液、氯化钠 溶液、磷酸溶液、磷酸铵溶液、磷酸二氢铵溶液、磷酸氢二铵溶液、酒石酸锑钠溶液、异氰酸 酯溶液、对甲苯磺酸钠溶液、-氨丙基三乙氧基硅烷溶液、-缩水甘油醚氧丙基三甲氧 基硅烷溶液、-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷溶液、N-(氨乙基)-氨丙基甲 基二甲氧基硅烷溶液、甲醇钠溶液、乙醇镁溶液、异丙醇铝溶液、正硅酸乙酯溶液、钛酸乙酯 溶液或酞酸丁酯溶液,或者是由两种上述溶液按照任意体积比例混合组成的混合溶液;所 述催化剂溶液中催化剂重量含量为0.510。 4.根据权利要求1所述的一种高得率生物炭的制。
6、备方法,其特征在于,所述生物质原 料的投料量为所述生物质原料与所述催化剂溶液之和的520wt;所述搅拌浸渍的时间 为15小时。 5.根据权利要求1所述的一种高得率生物炭的制备方法,其特征在于,所述无氧或限 氧氛围是指高纯氮气或氩气氛围,或者为氮气与水蒸气、氩气与水蒸气的混合气。 6.根据权利要求5所述的一种高得率生物炭的制备方法,其特征在于,所述氮气与水 蒸气或氩气与水蒸气的混合气,其氮气或氩气与水蒸气的体积比为90:1098:2。 权 利 要 求 书CN 104371748 A 1/8页 3 一种高得率生物炭的制备方法 技术领域 0001 本发明属生物炭制备技术领域,涉及一种高得率生物炭的制。
7、备方法。特别是涉及 一种以农林业废弃物为原料制备高得率生物炭的方法。 背景技术 0002 世界范围内农林业加工过程中所产生的废弃物是一个庞大的数字,仅在我国2011 年我国稻壳产量达到约4000万吨,各类农作物秸秆的产量每年超过7亿吨。这些农作物秸 秆、稻壳等的处理是一个问题。热解是将生物质原料通过加热分解的方式转化为其它产品 加以利用,实施较为简单,能量转化率较高,也利于大批量处理生物质原料,是解决上述农 林废弃生物质原料的有效方法之一。 0003 生物炭是由生物质原料在完全或者部分缺氧的情况下经过热解炭化形成的一类 高度芳香化难熔的固态物质。现在常用的热解方法往往是一段热解,采用较高的升温。
8、速率, 制备的生物炭往往得率较低。 0004 生物质原料的主要组成包括纤维素、半纤维素、木质素和无机盐类。其中纤维素 和半纤维素都是糖类化合物,具有较多的羟基基团,结构较为不稳定,易于在较低温度下分 解,而木质素是一种芳香类化合物,环状交联结构较多,相对热稳定性较高。常规热解方法 制备的生物炭主要由木质素热解形成的炭化产物和无机盐形成的灰分构成,由纤维素和半 纤维素热解形成的生物炭比例较低。而往往生物质原料中纤维素和半纤维素所占的比例高 达50以上,因此,提高纤维素和半纤维素组分热解形成生物炭的得率能够极大的提高生 物质热解形成生物炭的得率。 0005 专利CN103328612A提出利用低木。
9、质素含量(1030wt)的生物质原料在三个 温度段130280、300500、650900下分别停留1040、530、1060分钟,以 获得富碳的固体用于土壤改良。虽然该专利提出了针对生物质中三大有机组分的分级热 解,但是采用的热解升温速率大于20/min,此升温速率下对于半纤维素和纤维素热解转 化成炭具有不利的影响,较高的升温速率会促使半纤维素和纤维素快速的分解转化成为挥 发性物质而降低生物炭产量。专利CN101693845A中也提到了一种分级热解的方法,该方法 主要用于制备生物油和化学品,是将生物质转化为的生物炭尽可能多的转化为其他产品, 而不是提高生物炭的得率。专利CN101892106。
10、A中提到利用硼酸浸渍板栗壳,然后经过预氧 化和炭化制备生物炭,其目的是得到疏松多孔交联结构,并具有一定的提高生物炭得率的 作用。专利CN103213985A提到一种利用硼酸锌阻燃法制备生物炭的方法,提到其生物炭的 得率有提高,但是其第一步浸渍时间长,温度105太高。 发明内容 0006 本发明的目的是提供一种高得率生物炭的制备方法,针对生物质中纤维素、半纤 维素和木质素组分,通过担载催化剂和分步炭化的手段,使其在热解过程中通过复杂的化 学反应形成交联结构而减少小分子的逸出和捕获焦油,从而提高生物炭的得率,并生成更 说 明 书CN 104371748 A 2/8页 4 多的孔隙结构。该制备方法包。
11、括生物质原料浸渍催化剂和分步炭化两个过程。 0007 本发明的一种高得率生物炭的制备方法包括如下步骤: 0008 (1)将生物质原料投放到催化剂溶液中,搅拌浸渍,然后过滤,得到含水和催化剂 的生物质原料;其中,所述含水和催化剂的生物质原料的重量含水率为50150,催化剂 重量含量为0.55; 0009 (2)将所述含水和催化剂的生物质原料在无氧或限氧氛围下以0.52/min升 温至100180,再保温12小时;水分参与和促进反应,在和催化剂的共同作用下,提 供一个相对缓和的内环境促使生物质内分子进行化学交联,固定小分子,同时催化剂成分 被固定在以生物质原料中内分子形成的无规网络中; 0010 。
12、(3)接着在无氧或限氧氛围下以0.53/min升温至240300,保温13 小时;完成部分生物质内分子结构的分解和交联结构的初步炭化,水分蒸发并刻蚀生物炭 表面,疏松生物炭结构,形成孔隙结构捕获分解产生焦油和气体; 0011 (4)然后在无氧或限氧氛围下以1050/min升温至500900,保温14 小时;对初步炭化结构进行最终炭化,固定网络结构同时将捕获的焦油和气体再次反应形 成炭; 0012 (5)冷却后得到残余固体物质即为生物炭,生物炭的得率大于生物质原料重量的 40。作为优选的技术方案: 0013 如上所述的一种高得率生物炭的制备方法,所述生物质原料为水稻秸秆、小麦秸 秆、玉米秸秆、棉。
13、花秸秆、油菜秸秆、大豆秸秆、小麦壳、稻壳、花生壳、竹材、竹屑、木材、木 屑、树叶、杂草、椰壳、板栗壳、咖啡渣、茶叶渣、苹果渣、葡萄渣、梨渣、甘蔗渣、橄榄渣、芒果 渣、西瓜皮、冬瓜皮和南瓜皮中的一种以上。 0014 如上所述的一种高得率生物炭的制备方法,所述催化剂溶液是高锰酸钾溶液、醋 酸锌溶液、硼酸溶液、硼酸钠溶液、氯化锌溶液、硫酸锌溶液、氯化钠溶液、磷酸溶液、磷酸铵 溶液、磷酸二氢铵溶液、磷酸氢二铵溶液、酒石酸锑钠溶液、异氰酸酯溶液、对甲苯磺酸钠溶 液、-氨丙基三乙氧基硅烷溶液、-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷溶液、-(甲基丙 烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷溶液、N-(氨乙基)-氨丙基甲基二甲氧基硅。
14、烷溶液、甲 醇钠溶液、乙醇镁溶液、异丙醇铝溶液、正硅酸乙酯溶液、钛酸乙酯溶液或酞酸丁酯溶液,或 者是由两种上述溶液按照任意体积比例混合组成组成的混合溶液;所述催化剂溶液中催化 剂重量百分含量为0.510。 0015 如上所述的一种高得率生物炭的制备方法,所述生物质原料的投料量为所述生物 质原料与所述催化剂溶液之和的520wt;所述搅拌浸渍的时间为15小时。 0016 如上所述的一种高得率生物炭的制备方法,所述无氧或限氧氛围是指高纯氮气或 氩气氛围,或者为氮气与水蒸气、氩气与水蒸气的混合气。 0017 如上所述的一种高得率生物炭的制备方法,所述氮气与水蒸气或氩气与水蒸气的 混合气,其氮气或氩气与。
15、水蒸气的体积比为90:1098:2。 0018 本发明提出的一种高得率生物炭的制备方法,充分利用了生物质原料由纤维素、 半纤维素和木质素组成的特性,利用催化剂溶液浸渍使其负载有较低含量的催化剂分子, 再通过未干燥含水生物质原料的分步炭化工艺,先在较低的升温速率和炭化温度下,利用 水分和催化剂分子充分与生物质原料内的纤维素、半纤维素和木质素分子发生酯化、酰化 说 明 书CN 104371748 A 3/8页 5 和交联环化等反应而减少生物质原料中小分子的含量并形成复杂的耐热网络结构,再蒸发 水分刻蚀生物炭表面,利用其体积膨胀疏松生物炭结构,最后以较高的升温速率和炭化温 度,充分进行炭化过程。这样。
16、不仅能够提高生物炭得率,并且提高了生物炭的比表面积,增 加了生物炭的孔隙结构,极大的提高了生物炭的实用价值。 0019 有益效果: 0020 本发明无需进行生物质原料在热解炭化前的干燥步骤,节约了时间和能源消耗; 减少了热解炭化过程中挥发性物质的生成,形成更多的固态碳,有利于减少碳排放;同时制 备的生物炭具有大比表面积和高孔隙率,应用范围广泛。 具体实施方式 0021 下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发 明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术 人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求。
17、书所限 定的范围。 0022 实施例1 0023 将收集的水稻秸秆投入含有硼酸重量百分数0.5的水溶液中,水稻秸秆的重量 为整个体系重量的5,常温搅拌浸渍1小时后用滤网滤除液体,得到含硼酸0.5wt,重量 含水率为50的水稻秸秆,将滤网上的水稻秸秆转移至热解炉内,在高纯氮的保护氛围下, 以0.5/min的升温速率升至100,保温1小时,然后再以0.5/min的升温速率升至 240,保温1小时,最后以10/min的升温速率升至500,保温1小时,随炉冷却即得生 物炭,得率为55wt。 0024 实施例2 0025 将收集的稻壳投入含有高锰酸钾重量百分数10的水溶液中,稻壳的重量为整个 体系重量的。
18、20,常温搅拌浸渍5小时后用滤网滤除液体,得到含高锰酸钾5wt,重量含 水率为150的稻壳,将滤网上的稻壳转移至热解炉内,在高纯氩的保护氛围下,以2/ min的升温速率升至180,保温2小时,然后再以3/min的升温速率升至300,保温3 小时,最后以50/min的升温速率升至900,保温4小时,随炉冷却即得生物炭,得率为 40.1wt。 0026 实施例3 0027 将收集的竹材投入含有-氨丙基三乙氧基硅烷重量百分数5的溶液中,竹材 的重量为整个体系重量的10,常温搅拌浸渍5小时后用滤网滤除液体,得到含-氨丙基 三乙氧基硅烷1wt,重量含水率80的竹材,将滤网上的竹材转移至热解炉内,在氮气和。
19、 水蒸气体积比为90:10的氛围下,以2/min的升温速率升至180,保温2小时,然后再 以3/min的升温速率升至300,保温3小时,最后以50/min的升温速率升至900, 保温4小时,随炉冷却即得生物炭,得率为49wt。 0028 实施例4 0029 将收集的竹屑投入含有硼酸钠重量百分数2的水溶液中,竹屑的重量为整个体 系重量的10,常温搅拌浸渍5小时后用滤网滤除液体,得到含硼酸钠2wt,重量含水率 70的竹屑,将滤网上的竹屑转移至热解炉内,在氮气和水蒸气体积比为98:2的氛围下, 说 明 书CN 104371748 A 4/8页 6 以2/min的升温速率升至160,保温2小时,然后再。
20、以3/min的升温速率升至280, 保温2小时,最后以50/min的升温速率升至800,保温2小时,随炉冷却即得生物炭, 得率为47wt。 0030 实施例5 0031 将收集的木材投入含有氯化锌重量百分数3的水溶液中,木材的重量为整个体 系重量的15,常温搅拌浸渍4小时后用滤网滤除液体,得到含氯化锌3wt,重量含水率 66的木材,将滤网上的木材转移至热解炉内,在氩气和水蒸气体积比为98:2的氛围下, 以2/min的升温速率升至180,保温2小时,然后再以3/min的升温速率升至300, 保温2小时,最后以50/min的升温速率升至900,保温4小时,随炉冷却即得生物炭, 得率为43wt。 0。
21、032 实施例6 0033 将收集的树叶投入含有氯化钠重量百分数4的水溶液中,树叶的重量为整个体 系重量的13,常温搅拌浸渍2小时后用滤网滤除液体,得到含氯化钠3.5wt,重量含水 率80的树叶,将滤网上的树叶转移至热解炉内,在氩气和水蒸气体积比为90:10的氛围 下,以2/min的升温速率升至180,保温2小时,然后再以3/min的升温速率升至 300,保温2小时,最后以50/min的升温速率升至900,保温2小时,随炉冷却即得生 物炭,得率为41wt。 0034 实施例7 0035 将收集的杂草投入含有磷酸重量百分数8的水溶液中,杂草的重量为整个体系 重量的7,常温搅拌浸渍3小时后用滤网滤。
22、除液体,得到含磷酸4.5wt,重量含水率55 的杂草,将滤网上的杂草转移至热解炉内,在氮气和水蒸气体积比为95:5的氛围下,以 2/min的升温速率升至180,保温2小时,然后再以3/min的升温速率升至270,保 温2小时,最后以35/min的升温速率升至900,保温3小时,随炉冷却即得生物炭,得 率为48wt。 0036 实施例8 0037 将收集的椰壳投入含有磷酸铵重量百分数9的水溶液中,椰壳的重量为整个体 系重量的12,常温搅拌浸渍1小时后用滤网滤除液体,得到含磷酸铵4.2wt,重量含水 率79的椰壳,将滤网上的椰壳转移至热解炉内,在氮气氛围下,以2/min的升温速率升 至150,保温。
23、2小时,然后再以3/min的升温速率升至250,保温2小时,最后以50/ min的升温速率升至555,保温2小时,随炉冷却即得生物炭,得率为51wt。 0038 实施例9 0039 将收集的板栗壳投入含有异氰酸酯重量百分数9.5的水溶液中,板栗壳的重 量为整个体系重量的12,常温搅拌浸渍1小时后用滤网滤除液体,得到含异氰酸酯 3.9wt,重量含水率81的板栗壳,将滤网上的板栗壳转移至热解炉内,在氩气氛围下, 以1.5/min的升温速率升至120,保温2小时,然后再以2.5/min的升温速率升至 240,保温2小时,最后以40/min的升温速率升至730,保温2小时,随炉冷却即得生 物炭,得率为。
24、53wt。 0040 实施例10 0041 将收集的咖啡渣投入含有磷酸二氢铵和磷酸氢二铵共计重量百分数10的混合 说 明 书CN 104371748 A 5/8页 7 水溶液中,其中磷酸二氢铵和磷酸氢二铵的重量比为7:3,咖啡渣的重量为整个体系重量 的20,常温搅拌浸渍5小时后用滤网滤除液体,得到含磷酸铵和磷酸氢二铵共4.1wt, 重量含水率74的咖啡渣,将滤网上的咖啡渣转移至热解炉内,在氮气氛围下,以2/min 的升温速率升至180,保温1.6小时,然后再以3/min的升温速率升至240,保温3 小时,最后以50/min的升温速率升至900,保温4小时,随炉冷却即得生物炭,得率为 47.5w。
25、t。 0042 实施例11 0043 将收集的茶叶渣投入含有磷酸二氢铵和磷酸氢二铵共计重量百分数9.8的混 合水溶液中,其中磷酸二氢铵和磷酸氢二铵的重量比为8:3,茶叶渣的重量为整个体系重 量的19.9,常温搅拌浸渍4.6小时后用滤网滤除液体,得到含磷酸铵和磷酸氢二铵共 2.1wt,重量含水率87的茶叶渣,将滤网上的茶叶渣转移至热解炉内,在氩气氛围下,以 2/min的升温速率升至180,保温2小时,然后再以3/min的升温速率升至289,保 温3小时,最后以44/min的升温速率升至900,保温4小时,随炉冷却即得生物炭,得 率为46.5wt。 0044 实施例12 0045 将收集的西瓜皮投。
26、入含有醋酸锌和硫酸锌共计重量百分数0.5的混合水溶液 中,其中醋酸锌和硫酸锌的重量比为9:4,西瓜皮的重量为整个体系重量的5,常温搅拌 浸渍1小时后用滤网滤除液体,得到含醋酸锌和硫酸锌共1.4wt,重量含水率122的 西瓜皮,将滤网上的西瓜皮转移至热解炉内,在氩气和水蒸气体积比为98:2的氛围下, 以0.5/min的升温速率升至100,保温1小时,然后再以0.5/min的升温速率升至 240,保温3小时,最后以10/min的升温速率升至510,保温2小时,随炉冷却即得生 物炭,得率为53.5wt。 0046 实施例13 0047 将收集的棉花秸秆投入含有酒石酸锑钠和对甲苯磺酸钠共计重量百分数2。
27、的混 合水溶液中,其中酒石酸锑钠和对甲苯磺酸钠的重量比为1:1,棉花秸秆的重量为整个体系 重量的11,常温搅拌浸渍2小时后用滤网滤除液体,得到含酒石酸锑钠和对甲苯磺酸钠 共1.7wt,重量含水率91的棉花秸秆,将滤网上的棉花秸秆转移至热解炉内,在氮气和 水蒸气体积比为94:6的氛围下,以1/min的升温速率升至130,保温2小时,然后再以 2/min的升温速率升至250,保温2小时,最后以20/min的升温速率升至800,保 温3小时,随炉冷却即得生物炭,得率为42.2wt。 0048 实施例14 0049 将收集的葡萄渣投入含有酒石酸锑钠和氯化钠共计重量百分数3的混合水溶 液中,其中酒石酸锑。
28、钠和氯化钠的重量比为1:3,葡萄渣的重量为整个体系重量的16,常 温搅拌浸渍3小时后用滤网滤除液体,得到含酒石酸锑钠和氯化钠共2.4wt,重量含水 率66的葡萄渣,将滤网上的葡萄渣转移至热解炉内,在氩气和水蒸气体积比为93:7的氛 围下,以1/min的升温速率升至160,保温1小时,然后再以2/min的升温速率升至 270,保温2小时,最后以20/min的升温速率升至700,保温3小时,随炉冷却即得生 物炭,得率为47.7wt。 0050 实施例15 说 明 书CN 104371748 A 6/8页 8 0051 将收集的小麦秸秆投入含有甲醇钠和乙醇镁共计重量百分数3的混合溶液中, 其中甲醇钠。
29、和乙醇镁的重量比为1:2,小麦秸秆的重量为整个体系重量的19,常温搅拌 浸渍3小时后用滤网滤除液体,得到含甲醇钠和乙醇镁共4.4wt,重量含水率144的小 麦秸秆,将滤网上的小麦秸秆转移至热解炉内,在氮气氛围下,以1/min的升温速率升至 166,保温1小时,然后再以2/min的升温速率升至266,保温2小时,最后以20/ min的升温速率升至777,保温3小时,随炉冷却即得生物炭,得率为40.7wt。 0052 实施例16 0053 将收集的芒果渣投入含有-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和-(甲基丙烯 酰氧)丙基三甲氧基硅烷共计重量百分数3的混合溶液中,其中-缩水甘油醚氧丙基三 甲氧基硅烷和-。
30、(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的重量比为1:5,芒果渣的重量为整 个体系重量的19,常温搅拌浸渍3小时后用滤网滤除液体,得到含-缩水甘油醚氧丙 基三甲氧基硅烷和-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷共3.4wt,重量含水率74的 芒果渣,将滤网上的芒果渣转移至热解炉内,在氩气氛围下,以1.5/min的升温速率升至 136,保温1小时,然后再以2/min的升温速率升至256,保温2小时,最后以20/ min的升温速率升至567,保温3小时,随炉冷却即得生物炭,得率为49.7wt。 0054 实施例17 0055 将收集的玉米秸秆投入含有异丙醇铝重量百分数6.9的溶液中,玉米秸秆的 重量为整个体系重。
31、量的18,常温搅拌浸渍1小时后用滤网滤除液体,得到含异丙醇铝 4wt,重量含水率55的玉米秸秆,将滤网上的玉米秸秆转移至热解炉内,在高纯氮气氛 围下,以1/min的升温速率升至110,保温1小时,然后再以2/min的升温速率升至 250,保温2小时,最后以20/min的升温速率升至600,保温3小时,随炉冷却即得生 物炭,得率为50.7wt。 0056 实施例18 0057 将收集的油菜秸秆投入含有正硅酸乙酯重量百分数4的溶液中,油菜秸秆的重 量为整个体系重量的15,常温搅拌浸渍3小时后用滤网滤除液体,得到含正硅酸乙酯 4.5wt,重量含水率50的油菜秸秆,将滤网上的油菜秸秆转移至热解炉内,在。
32、高纯氩气 氛围下,以0.6/min的升温速率升至160,保温1小时,然后再以2.5/min的升温速 率升至270,保温2小时,最后以10/min的升温速率升至700,保温1小时,随炉冷却 即得生物炭,得率为53wt。 0058 实施例19 0059 将收集的大豆秸秆投入含有高锰酸钾和正硅酸乙酯共计重量百分数8的混合 溶液中,其中高锰酸钾和正硅酸乙酯的重量比为2:7,大豆秸秆的重量为整个体系重量的 16,常温搅拌浸渍3小时后用滤网滤除液体,得到含高锰酸钾和正硅酸乙酯共4.8wt, 重量含水率60的大豆秸秆,将滤网上的大豆秸秆转移至热解炉内,在氩气和水蒸气体积 比为96:4的氛围下,以1.5/mi。
33、n的升温速率升至175,保温1.5小时,然后再以2.1/ min的升温速率升至250,保温2小时,最后以35/min的升温速率升至600,保温4 小时,随炉冷却即得生物炭,得率为56wt。 0060 实施例20 0061 将收集的小麦壳投入含有钛酸乙酯重量百分数6的溶液中,小麦壳的重量为整 说 明 书CN 104371748 A 7/8页 9 个体系重量的19,常温搅拌浸渍2小时后用滤网滤除液体,得到含钛酸乙酯2.6wt,重 量含水率150的小麦壳,将滤网上的小麦壳转移至热解炉内,在氮气和水蒸气体积比为 92:8的氛围下,以1/min的升温速率升至168,保温2小时,然后再以3/min的升温 。
34、速率升至280,保温2小时,最后以25/min的升温速率升至800,保温3小时,随炉冷 却即得生物炭,得率为52wt。 0062 实施例21 0063 将收集的花生壳投入含有酞酸丁酯重量百分数6.5的溶液中,花生壳的重量 为整个体系重量的20,常温搅拌浸渍2.5小时后用滤网滤除液体,得到含酞酸丁酯 3.5wt,重量含水率120的花生壳,将滤网上的花生壳转移至热解炉内,在氮气氛围下, 以0.6/min的升温速率升至170,保温1小时,然后再以2.6/min的升温速率升至 300,保温3小时,最后以50/min的升温速率升至850,保温3小时,随炉冷却即得生 物炭,得率为51wt。 0064 实施。
35、例22 0065 将收集的木屑投入含有钛酸乙酯和酞酸丁酯共计重量百分数10的混合溶液中, 其中钛酸乙酯和酞酸丁酯的重量比为3:10,木屑的重量为整个体系重量的5,常温搅拌 浸渍3小时后用滤网滤除液体,得到含钛酸乙酯和酞酸丁酯共0.5wt,重量含水率60的 木屑,将滤网上的木屑转移至热解炉内,在氩气和水蒸气体积比为96:4的氛围下,以2/ min的升温速率升至100,保温1小时,然后再以2.5/min的升温速率升至250,保温 2小时,最后以10/min的升温速率升至600,保温2小时,随炉冷却即得生物炭,得率为 48wt。 0066 实施例23 0067 将收集的苹果渣投入含有异丙醇铝和正硅酸。
36、乙酯共计重量百分数4的混合溶液 中,其中异丙醇铝和正硅酸乙酯的重量比为2:9,苹果渣的重量为整个体系重量的5,常 温搅拌浸渍5小时后用滤网滤除液体,得到含异丙醇铝和正硅酸乙酯共2wt,重量含水率 75的苹果渣,将滤网上的苹果渣转移至热解炉内,在高纯氮气氛围下,以1.8/min的升 温速率升至100,保温1.2小时,然后再以2.8/min的升温速率升至290,保温2.2 小时,最后以26/min的升温速率升至850,保温3小时,随炉冷却即得生物炭,得率为 47wt。 0068 实施例24 0069 将收集的梨渣投入含有异丙醇铝和钛酸乙酯共计重量百分数9.9的混合溶液 中,其中异丙醇铝和钛酸乙酯的。
37、重量比为1:11,梨渣的重量为整个体系重量的14,常温 搅拌浸渍2.5小时后用滤网滤除液体,得到含异丙醇铝和钛酸乙酯共2.6wt,重量含水率 90的梨渣,将滤网上的梨渣转移至热解炉内,在高纯氩气氛围下,以0.9/min的升温速 率升至170,保温1.2小时,然后再以2.2/min的升温速率升至300,保温2小时,最后 以25/min的升温速率升至750,保温3.5小时,随炉冷却即得生物炭,得率为46wt。 0070 实施例25 0071 将收集的甘蔗渣投入含有N-(氨乙基)-氨丙基甲基二甲氧基硅烷重量百 分数8.5的溶液中,甘蔗渣的重量为整个体系重量的6,常温搅拌浸渍3.2小时后用滤 网滤除液。
38、体,得到含N-(氨乙基)-氨丙基甲基二甲氧基硅烷0.9wt,重量含水率 说 明 书CN 104371748 A 8/8页 10 86的甘蔗渣,将滤网上的甘蔗渣转移至热解炉内,在高纯氮气氛围下,以1.9/min的升 温速率升至154,保温1小时,然后再以0.9/min的升温速率升至255,保温2小时,最 后以25/min的升温速率升至777,保温3小时,随炉冷却即得生物炭,得率为47wt。 0072 实施例26 0073 将收集的橄榄渣投入含有硫酸锌和氯化钠共计重量百分数3的混合溶液中,其 中硫酸锌和氯化钠的重量比为3:4,橄榄渣的重量为整个体系重量的20,常温搅拌浸渍3 小时后用滤网滤除液体,。
39、得到含硫酸锌和氯化钠共4.9wt,重量含水率58的橄榄渣,将 滤网上的橄榄渣转移至热解炉内,在氮气和水蒸气体积比为98:2的氛围,以1/min的升 温速率升至180,保温1小时,然后再以3/min的升温速率升至240,保温2小时,最 后以10/min的升温速率升至900,保温3小时,随炉冷却即得生物炭,得率为48wt。 0074 实施例27 0075 将收集的冬瓜皮投入含有氯化钠和磷酸共计重量百分数7的混合溶液中,其中 氯化钠和磷酸的重量比为11:3,冬瓜皮的重量为整个体系重量的10,常温搅拌浸渍1小 时后用滤网滤除液体,得到含氯化钠和磷酸共0.8wt,重量含水率55的冬瓜皮,将滤网 上的冬瓜。
40、皮转移至热解炉内,在氮气和水蒸气体积比为92:8的氛围下,以0.8/min的升 温速率升至150,保温1.3小时,然后再以2/min的升温速率升至280,保温2小时,最 后以40/min的升温速率升至850,保温3小时,随炉冷却即得生物炭,得率为54wt。 0076 实施例28 0077 将收集的南瓜皮投入含有氯化锌和硫酸锌共计重量百分数9的混合溶液中,其 中氯化锌和硫酸锌的重量比为11:1,南瓜皮的重量为整个体系重量的10,常温搅拌浸渍 4小时后用滤网滤除液体,得到含氯化锌和硫酸锌共3.2wt,重量含水率65的南瓜皮, 将滤网上的南瓜皮转移至热解炉内,在氩气和水蒸气体积比为95:5的氛围下,以1/min 的升温速率升至120,保温1小时,然后再以2.6/min的升温速率升至285,保温2小 时,最后以18/min的升温速率升至620,保温2.5小时,随炉冷却即得生物炭,得率为 58wt。 说 明 书CN 104371748 A 10 。