[发明专利]一种高能生物质和生物碳的制备及利用工艺

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种高能生物质和生物碳的制备及利用工艺，尤其是一种可进行混燃进行零碳排放发电的工艺。

背景技术

利用生物质发电近年已被广泛应用，传统的生物质发电主要应用农作物秸秆等生物质直接进行发电。此类生物质发电目前普遍存在生物质收集困难、成本高、热值低、发电效益低等问题，严重限制生物质发电这个低碳排放的新能源产业。同时，生物质直接发电在技术上除生物质燃值低、发电效益差之外，大多数用于发电的秸秆等整合度和灰熔点低，在高温下会严重影响锅炉内燃烧效率，不但造成很大的热损失，而且需要特殊的设备支持。本发明的高能生物质和生物碳混燃发电能有效地解决上述传统生物质发电的技术及成本问题，同时通过高能生物质和生物碳的制作过程能达到能量及碳的合理循环达到真正意义上的零碳排放。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种高能生物质处理技术和一种产生高燃值生物碳的工艺进行直接混燃或和低碳值能源，如低能煤混燃发电的高能生物质和生物碳的制备及利用工艺。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，它包括但不限于芒草类植物、Switchgrass等C4植物的高能生物质植物，将所述的高能生物质植物收割、干燥后进行以下处理：一是高能生物质植物的高碳水化合物部分用微生物发酵工艺生产乙醇或丁醇生物燃料；二是将高能生物质植物的高燃值部分经干燥、挤压后生产生物燃块；三是将高能生物质植物的其他部分经粉碎干燥后生产生物碳。

所述的生物碳的生产是：将高能生物质植物的其他部分经粉碎干燥后送入小型无烟碳化器或大型的生物炼碳设备在400-800℃下碳化；所述的无烟碳化器由控温碳化室、生物碳收集室、可燃气体收集室组成，且每吨生物质每小时能产生250-300千克生物碳及500-700千克的可燃气体。

所述的生物燃块、生物碳的燃烧值高达3-3.7×10⁷J/克，相当于优质煤的燃烧值，直接用作传统发电；所述高燃值的生物燃料和低燃值煤混燃后用作发电；或直接用作机器燃料，所述发电后的有机废物可制成有机肥或土壤改良剂用于高能植物种植。

本发明不但能解决传统生物质(秸秆)发电的瓶颈，也能合理利用发电原料，降低成本，优化能量和碳的合理循环，达到真正意义上的零碳排放发电。

附图说明

图1是本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明作详细的介绍：本发明主要包括但不限于芒草类植物、Switchgrass等C4植物的高能生物质植物，将所述的高能生物质植物收割、干燥后进行以下处理：一是高能生物质植物的高碳水化合物部分用微生物发酵工艺生产乙醇或丁醇生物燃料；二是将高能生物质植物的高燃值部分经干燥、挤压后生产生物燃块；三是将高能生物质植物的其他部分经粉碎干燥后生产生物碳。

所述的生物碳的生产是：将高能生物质植物的其他部分经粉碎干燥后送入小型无烟碳化器或大型的生物炼碳设备在400-800℃下碳化；所述的无烟碳化器由控温碳化室、生物碳收集室、可燃气体收集室组成，且每吨生物质能产生250-300千克生物碳及500-700千克的可燃气体。

生物燃块、生物碳的燃烧值高达3-3.7×10⁷J/克，相当于优质煤的燃烧值，直接用于传统发电；所述高燃值的生物燃料和低燃值煤混燃后用作发电；或直接用作机器燃料，所述发电后的有机废物可制成有机肥或土壤改良剂用作高能植物种植。

附图所示，本发明包括以下步骤：

A高能生物质植物的选择和处理。本发明的高能生物质植物包括但不限于芒草类植物、Switchgrass等C4植物。此类高能植物具有单位生物量高、生物质能量高并能综合利用、种植适应性广等优点。此类高能植物经选育、种植、收割、干燥后进行以下处理①高碳水化合物部分用微生物发酵技术制造生物能源，例如乙醇或丁醇(Butanol)等进入发电程序，进行清洁能源应用；②高燃值部分经干燥、挤压后生产生物燃块(生物煤)；③其他部分经粉碎干燥后生产生物碳。

B生物碳的生产：上述A中经处理的生物质进入特别的无烟碳化器(小型)或大型的生物炼碳设备在400-700℃下碳化，无烟碳化器由控温碳化室、生物碳收集室、可燃气体收集室组成。每吨生物质能产生250-300千克生物碳及500-700千克的可燃气体。