一种农作物秸秆制取木炭活性炭可燃气生物油的制作方法
技术领域
本发明涉及农作物秸秆处理技术领域，更具体地说，涉及一种农作物秸秆制取木炭活性炭可燃气生物油的制作方法。
背景技术
我国是一个农业大国，年产各种秸秆8.4亿T，每当收获季节，大量的秸秆无法处理，利用秸秆发电，制作秸秆纤维板或秸秆造纸等各项技术，一次性投资过大，超越了当地农民的经济承受能力。焚烧秸秆不仅污染环境造成危害，而且燃烧的浓烟还影响到飞机的起降和安全。
授权公开号记载了“CN102161897B”记载了“一种农作物秸秆制取木炭活性炭可燃气生物油的制作方法，它是采用多品种综合加工为一体的联产工艺技术，先把收集来的农作物秸秆用粉碎机粉碎为粒径8—30目的秸秆粉，把秸秆粉料压制成形进行热解，在热解中经过炭化、活化过程，在一条生产线上制作秸秆木炭、活性炭的同时回收了可燃气和提取了生物油，不仅大幅度的减少了固定资产投资，而且卓有成效的增加了经济和社会效益，解决了秸秆的堆放和焚烧的难题，进一步开发和利用了废弃的秸秆资源，填补了国内同行业的空白”。
上述专利存在着制备方法尤为复杂的问题，同时使用木焦油及炭等原料，价格昂贵，资源消耗较大。
发明内容
1．要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种农作物秸秆制取木炭活性炭可燃气生物油的制作方法，它在使用廉价资源的同时，简化制备方法，达到更佳的技术效果。
2．技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：
一种农作物秸秆制取木炭活性炭可燃气生物油的制作方法，包括如下步骤：
S1、粉碎：将收集来的农作物秸秆用粉碎机粉碎，制得秸秆粉，待用；
S2、皮枝分离：将收集来的松树进行皮枝分离，制得松树皮和松树枝杆，待用；
S3、加湿：将松树皮、松树枝杆和秸秆粉充分混合后，加入蒸馏水，使其潮湿，制得潮湿的混合物，待用；
S4、干燥：使用冷风机对潮湿的混合物进行冷却风干，制得干燥后的混合物，待用；
S5、挤压成型：将干燥后的混合物置入螺旋挤压成型机中鸡眼成型，制得秸秆松枝棒，待用；
S6、高温裂解：将秸秆松枝棒置入高温裂解炉中进行高温裂解；
S7、烟气收集：收集高温裂解过程中温度达到380℃后的烟气，待用；
S71、液氮冷却：在收集到的烟气通入液氮进行冷却，利用高温气体预热液化的特性，使其液化成水油混合物，待用；
S72、高温加热：将水油混合物进行高温加热，加热过程中的气体为可燃气进行收集，经提纯后储备，高温加热后的产物为生物油；
S8、活化：高温裂解结束后，将去离子水添入高温裂解炉中作为活化剂进行活化，同时将温度加热到900﹣1000℃，炉温继续升高，去离子水和物料接触在900—1000℃时高温活化，经20﹣30目min的活化过程，产出秸秆活性炭；
S9、洗炭：利用酸洗和水洗技术对秸秆活性炭进行洗炭处理；
在850—900℃的高温下，利用活化炉自身上的余热由锅炉产生的水蒸气气体作为活化剂，①可使原来的闭塞孔开放；②原有孔隙进一步再扩大；③无孔的炭料经活化而产生新孔，从而增强了炭的吸附性能，活化以后的炭料，称为秸秆活性炭，属原料炭；
S91、对水洗后的秸秆活性炭进行脱水烘干处理，然后进行筛分，制得颗粒炭，大粒径的经磨粉处理，制得炭粉。
作为本发明的一种优选方案，在步骤S1中，所述粉碎后的秸秆粉粒径在10﹣20目，同时控制秸秆粉含水量在6—9%。
作为本发明的一种优选方案，在逐步后S4中，所述干燥后的混合物含水量在15—20%。
作为本发明的一种优选方案，在步骤S6中，秸秆松枝棒逐步加温，进行吸热分解，至100—130℃开始热解并产生木焦油；
当温度大大于130℃且小于等于240℃时，秸秆秆松枝棒进入预炭化阶段，热解比较明显，秸秆的化学组成开始发生变化，其中不稳定的组分半纤维素分解生成二氧化碳、一氧化碳和少量醋酸；
当温度大于240℃且小于等于380℃时，秸秆秆松枝棒急剧地进行分解，生成大量的分解产物，生成的液体产物中含大量的醋酸、甲醇和焦油，生成的气体产物中二氧化碳量逐步减少，而甲烷、乙烯等可燃气体逐渐增多，这一阶段放出大量的反应热，炉温自行升高，称为放热反应，放热反应的时间为30—40分钟；
当温度大于380℃且小于等于450℃时，这个阶段由燃料供给热量进行秸秆炭煅烧，排除残留在秸秆炭中的挥发物质，提高秸秆木炭中的固定碳含量，时间为40分钟，这时，生成的液体产物已经很少，最后形成秸秆木炭，俗称炭化料。
作为本发明的一种优选方案，在步骤S72中，所述高温加热的温度为200﹣250℃。
作为本发明的一种优选方案，在步骤S9中，所述洗炭包括酸洗和水洗，酸洗就是除去秸秆活性炭中的盐酸可溶物，加酸量视活化料中灰份的含量而定，酸洗时将秸秆活性炭加入酸洗池中，按比例加入工业盐酸，原料碳与工业盐酸的重量配比为100%：10—15%，通入蒸气煮沸，使铁及杂质生成水溶性氯化物除去，酸洗以后用清水反复浸泡冲洗3—6次，使秸秆活性炭中的杂质含量达最低值，PH=5-6时，即为结束，酸洗、水洗在酸洗桶或酸洗池中进行，所述工业盐酸的浓度为30%；酸洗排出的酸水，按浓度高低依次排入酸水池，供第二轮调配循环使用，尾末的废酸水排入沉降池，回收部分粉炭，其废水加石灰中和PH至7-8放入下水道，水洗时的废水，流入另一沉淀池，回收部分细炭，废水直接排入下水道，酸洗、水洗均做到无任何污染。
作为本发明的一种优选方案，在步骤S91中，水洗后的秸秆活性炭，装入离心脱水机脱水至40%作湿炭，然后送入干燥器烘干，水分控制在3—5%。
作为本发明的一种优选方案，在步骤S91中，所述炭粉的粒径在20﹣30目，过筛。
3．有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
本方案只需秸秆原料和松树作为主材料，节约了大量的资源，同时秸秆原料和松树价格低廉，具有良好的经济效益，利用松树高温裂解产出炭和木焦油的原理，大大简化了操作工序，同时在高温裂解的中，在对秸秆松树棒加热的过程中，所需的温度得到了大幅度降低，却可以达到更佳的技术效果，同时本方发明采用液氮冷却的方式以及高温加热的方式制备生物油和可燃气，该工序制得的生物油纯度更高，同时可燃气后续提纯的时间大大缩短。
附图说明
图1为本发明一种农作物秸秆制取木炭活性炭可燃气生物油的制作方法。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
请参阅图1，一种农作物秸秆制取木炭活性炭可燃气生物油的制作方法，包括如下步骤：
S1、粉碎：将收集来的农作物秸秆用粉碎机粉碎，制得10﹣20目且含水量在6—9%的秸秆粉，待用；
S2、皮枝分离：将收集来的松树进行皮枝分离，制得松树皮和松树枝杆，待用；
S3、加湿：将松树皮、松树枝杆和秸秆粉充分混合后，加入蒸馏水，使其潮湿，制得潮湿的混合物，待用；
S4、干燥：使用冷风机对潮湿的混合物进行冷却风干，制得干燥后的混合物，待用；
S5、挤压成型：将干燥后的混合物置入螺旋挤压成型机中鸡眼成型，制得秸秆松枝棒，待用；
S6、高温裂解：将秸秆松枝棒置入高温裂解炉中进行高温裂解，在步骤S6中，秸秆松枝棒逐步加温，进行吸热分解，至100—130℃开始热解并产生木焦油；
当温度大大于130℃且小于等于240℃时，秸秆秆松枝棒进入预炭化阶段，热解比较明显，秸秆的化学组成开始发生变化，其中不稳定的组分半纤维素分解生成二氧化碳、一氧化碳和少量醋酸；
当温度大于240℃且小于等于380℃时，秸秆秆松枝棒急剧地进行分解，生成大量的分解产物，生成的液体产物中含大量的醋酸、甲醇和焦油，生成的气体产物中二氧化碳量逐步减少，而甲烷、乙烯等可燃气体逐渐增多，这一阶段放出大量的反应热，炉温自行升高，称为放热反应，放热反应的时间为30—40分钟；
当温度大于380℃且小于等于450℃时，这个阶段由燃料供给热量进行秸秆炭煅烧，排除残留在秸秆炭中的挥发物质，提高秸秆木炭中的固定碳含量，时间为40分钟，这时，生成的液体产物已经很少，最后形成秸秆木炭，俗称炭化料；
S7、烟气收集：收集高温裂解过程中温度达到380℃后的烟气，待用；
S71、液氮冷却：在收集到的烟气通入液氮进行冷却，利用高温气体预热液化的特性，使其液化成水油混合物，待用；
S72、高温加热：将水油混合物进行200﹣250℃的高温加热，加热过程中的气体为可燃气进行收集，经提纯后储备，高温加热后的产物为生物油；
S8、活化：高温裂解结束后，将去离子水添入高温裂解炉中作为活化剂进行活化，同时将温度加热到900﹣1000℃，炉温继续升高，去离子水和物料接触在900—1000℃时高温活化，经20﹣30目min的活化过程，产出秸秆活性炭；
S9、洗炭：利用酸洗和水洗技术对秸秆活性炭进行洗炭处理，洗炭包括酸洗和水洗，酸洗就是除去秸秆活性炭中的盐酸可溶物，加酸量视活化料中灰份的含量而定，酸洗时将秸秆活性炭加入酸洗池中，按比例加入工业盐酸，原料碳与工业盐酸的重量配比为100%：10—15%，通入蒸气煮沸，使铁及杂质生成水溶性氯化物除去，酸洗以后用清水反复浸泡冲洗3—6次，使秸秆活性炭中的杂质含量达最低值，PH=5-6时，即为结束，酸洗、水洗在酸洗桶或酸洗池中进行，工业盐酸的浓度为30%；酸洗排出的酸水，按浓度高低依次排入酸水池，供第二轮调配循环使用，尾末的废酸水排入沉降池，回收部分粉炭，其废水加石灰中和PH至7-8放入下水道，水洗时的废水，流入另一沉淀池，回收部分细炭，废水直接排入下水道，酸洗、水洗均做到无任何污染；
在850—900℃的高温下，利用活化炉自身上的余热由锅炉产生的水蒸气气体作为活化剂，①可使原来的闭塞孔开放；②原有孔隙进一步再扩大；③无孔的炭料经活化而产生新孔，从而增强了炭的吸附性能，活化以后的炭料，称为秸秆活性炭，属原料炭；
S91、对水洗后的秸秆活性炭进行脱水烘干处理，水洗后的秸秆活性炭，装入离心脱水机脱水至40%作湿炭，然后送入干燥器烘干，水分控制在3—5%，然后进行筛分，制得颗粒炭，大粒径的经磨粉处理，过筛，制得20﹣30目炭粉。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。
