[发明专利]一种水稻秸秆生物炭的制备方法

说明书

本发明是一种水稻秸秆生物炭的制备方法，包括步骤如下：a秸秆预处理；b水热碳化反应；c固液分离；d添加微量元素；e干燥秸秆生物炭。本发明提高了水稻秸秆的利用率和附加值，增加了经济效益，且有利于碳素的固定和减少二氧化碳的排放，具有良好的生态效益和社会效益；本发明工艺简单，方便操作；此外，秸秆生物炭与微量元素肥料混合，秸秆生物炭吸附微量元素，给植物提供丰富的营养。

技术领域

本发明涉及生物炭制备技术领域，尤其涉及一种水稻秸秆生物炭的制备方法。

背景技术

生物炭是指生物质在缺氧或无氧条件下形成的稳定的富碳固体。研究表明，向土壤中添加生物炭，可改善土壤肥力，促进农作物生长，同时，生物炭在土壤中的施用可抑制温室气体的释放，减少农药在土壤中的扩散和在动植物体内的积累。另外，生物炭对污染物具有吸附作用，向污染水体中添加生物炭可改良水质、修复水体污染。因此，将废弃生物质炭化成生物炭，被认为是一种能有效固碳和生物质资源化的方法。

生物质的炭化技术可分为热解炭化和水热炭化两种。其中热解炭化是指生物质在惰性气氛下，加热到较高温度，如550-1300℃，停留一段时间从而发生炭化的方法；水热炭化则以水为介质，密闭体系中，在一定温度下，如130-350℃，水自产生压力或惰性气体加压下，生物质经脱水、脱羧等复杂反应，发生炭化转化成生物炭的过程。水稻占我国种植面积的四分之一，水稻秸秆通常通过焚烧来处理，这样不但污染空气，还会造成资源的浪费，为了解决这个问题，用水稻秸秆来制造生物炭，现有的水稻秸秆生物炭制备工艺复杂，且营养成分单一。

发明内容

本发明旨在解决现有技术的不足，而提供一种水稻秸秆生物炭的制备方法。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种水稻秸秆生物炭的制备方法，包括步骤如下：

a秸秆预处理

取农田废弃水稻秸秆，经人工剥去残留外壳及枯萎杂物后，用铡草机将水稻秸秆切碎，得到长度为3-4cm的碎秸秆，之后将得到的碎秸秆放入清水中，反复冲洗1-3次，去除表面残留的泥土，之后将除泥后的碎秸秆晾干；

b水热碳化反应

将晾干后的水稻秸秆粉碎，与水混合，然后导入水热反应釜进行水热炭化反应，水稻秸秆的质量与水的体积的比例为1kg:5L-20L；

c固液分离

先对水热炭化反应产物进行降温、降压处理，再进行固液分离，得到秸秆生物炭；

d添加微量元素

向秸秆生物炭中添加微量元素肥料、黏土、海藻提取物和腐植酸类改良剂，将秸秆生物炭、微量元素肥料、黏土、海藻提取物和腐植酸类改良剂用搅拌机进行混合；

e干燥秸秆生物炭

通过晾晒的方式或使用烘干机，干燥秸秆生物炭。

步骤b中，水热炭化反应的反应温度为120℃-280℃。

步骤b中，水热炭化反应的反应时间为6h-10h。

步骤c中，降温、降压处理包括闪蒸过程。

步骤d中，秸秆生物炭、微量元素肥料、黏土、海藻提取物和腐植酸类改良剂的重量比为80：1：0.3：0.3：0.4。

微量元素肥料由铁肥、硼肥、锰肥、铜肥、锌肥、钼肥组成。

本发明的有益效果是：本发明提高了水稻秸秆的利用率和附加值，增加了经济效益，且有利于碳素的固定和减少二氧化碳的排放，具有良好的生态效益和社会效益；本发明工艺简单，方便操作；此外，秸秆生物炭与微量元素肥料混合，秸秆生物炭吸附微量元素，给植物提供丰富的营养。

具体实施方式