[发明专利]一种橡胶木枝桠材和板皮木糠利用的新方法

说明书

技术领域

本发明属于林业加工废弃物的综合利用，具体涉及一种利用橡胶木加工废弃物枝桠材和板皮木糠，制备生物质炭、活性炭和复合肥的综合工艺。

背景技术

我国生物质资源十分丰富，生物质废弃物的综合利用是一个重要的研究领域。作为经济树种的橡胶树，以海南省为例，每年更新橡胶树超过100万株，在其加工过程中产生大量的枝桠材、刨花、板皮木糠等剩余物，其中板皮木糠约占50%，刨花木节约占20%，枝桠材约占30%。这些废弃物形状各异，给进一步加工和利用带来不便。传统的燃烧方法会严重污染环境，此外废弃物的热值即能量密度低。如何有效、合理地利用这些可再生资源具有重要的意义。

生物质炭广泛应用于食品、制药、化工、冶金、国防、农业及环境保护等诸多领域。活性炭是一种含炭材料制成的外观呈黑色，内部孔隙结构发达，比表面积大、吸附能力强的一类微晶质碳素材料，是一种常用的吸附剂、催化剂或催化剂载体。若将橡胶木加工的废弃物转化为高附加值的生物质炭和活性炭将实现天然橡胶产业链的延长，有利于传统农林业及其附属产品加工业向市场化、专业化、社会化、商品化的发展。草本和木本植物燃烧后的灰烬，含有植物所含的矿质元素，其中含量最多的是6－12%的钾，这些钾成份中90%以上是水溶性，以碳酸钾形式存在，因其质轻，粉末状不便于撒施，干时易随风而去，湿时易随水而走;pH值为9呈碱性，易使土壤碱性化，与氮肥接触易造成氮素挥发损失，腐蚀有机肥和其他粪类；又因它营养单一，难以满足作物的需要，我国每年要产生大量的草木灰，只有少量应用于农业，多数随垃圾扔掉。

专利CN101629083A公开了一种木材加工废弃物经粉碎、炭化挤压成型的工艺制备木炭的方法。专利CN102161897A公开了一种农作物秸秆，经粉碎后与粘结剂混合挤压成型后经炭化，水蒸气活化过程制备木炭活性炭、可燃气和生物质油的工艺。专利CN102247806A公开了以椰壳、杏壳、茶籽壳、工业抛花、锯屑为原料通过磷酸、氧化锌为活化剂制备活性炭的工艺。专利CN102190298A公开了一种以林木木屑、林木枝桠直接在700-1200℃快速热解制备活性炭的工艺。专利CN102153082A公开了一种以磷酸作活化剂，以硼酸作为活化反应催化剂，采用化学物理结合方法制取木屑活性炭的制备方法。专利CN101823904A公开了一种以草木灰为原料，制备草木灰饱和溶液及钾肥的方法。专利CN201777889U公开了一种以草木灰为原料，通过反向过滤法来提取钾盐的装置。

本发明以橡胶木加工废弃物枝桠材、刨花、板皮木糠为原料，提出了制备规则形状生物质炭及高比表面积活性炭的工艺，以及利用将橡胶木生物质炭燃烧后的木炭灰制备复合肥的工艺未见报道。

发明内容

本发明目的是提供橡胶木加工废弃物枝桠材、刨花、板皮木糠综合利用的新方法。

本发明首先将枝桠材、刨花、板皮木糠等进行筛分，粒径在10-100目的木粉与催化剂磷酸混合，催化剂浓度为30-85%，木粉与催化剂混合重量比为1:1-4，经干燥、活化、洗涤和烘干过程制备高比表面积活性炭，同时回收催化剂。尺寸大的枝桠材通过粉碎机粉碎为小粒径的木粉，加入炭化炉中，采用慢速热解工艺，制备出橡胶木生物质炭粉。同时将热解过程中热解气冷凝分离出的可燃气回收，用于活性炭制备过程。热解气冷凝的液体为生物质油，将生物质油与生物质炭粉混合，利用模具挤压成型，可制备各种规格的生物质型炭。利用磷酸活化工艺中回收的浓度在10-40%磷酸经稀释后与生物质型炭燃烧后剩余的灰混合，经洗滤、浓缩及干燥工艺获得钾、磷可调节比例的液体复合肥和颗粒肥。其来源于生物质，含有多种微量元素，因此养分含量高。造粒后与粉状或结晶状的单元肥料相比，结构紧密，养分释放均匀，肥效稳而长。由于副成分少，对土壤不利影响小。

本发明采取了多品种综合加工为一体的以橡胶木加工废弃物枝桠材、刨花、板皮木糠为原料，联产橡胶木炭粉、型炭、高比表面积活性炭和复合肥的工艺技术。

具体实施方式

本发明主要包括以下步骤:

一、高比表面积活性炭的制备步骤

(1)原料混合:将橡胶木木糠和催化剂按比例混合30-120分钟;其中木糠和催化剂之间混合的重量比为1:1-4。

原料中的木糠为10-100目、水分含量5-10%;所述的催化剂为磷酸，浓度为30-85%。

(2)干燥：将步骤(1)的混合物在80-125℃下进行干燥。

(3)活化:将步骤(2)得到的产物在400-550℃的环境中进行活化，活化的时间为30-90分钟。