生物质气化所产木炭蒸汽法制备活性炭分析

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 生物质气化所产木炭蒸汽法制备活 性炭分析 摘要：能源紧张是世界性的发展 问题，我国虽然地大物博，但是可供利 用的能源资源有限，随着现代化建设对 于能源资源的快速消耗，能源紧缺已经 成为阻碍社会经济发展的主要问题之一。 生物质技术是目前解决我国能源问题的 有效发展途径之一，利用生物质气化技 术制备活性炭，能够实现更理想的能源 效应。本文首先介绍了利用生物质气化 技术进行活性炭制备的积极意义，分析 生物质气化技术概述和原理，结合生物 质气化所产木炭蒸汽法制备活性炭研究 现状，探究利用蒸汽法制备活性炭的的 发展前景，为缓解我国能源紧张问题， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 促进社会经济可持续发展提供思路参考。 中国论文网 /7/view-13044601.htm Abstract： Energy shortage is a worldwide development problem. Although China has vast land and resources， the available energy resources are limited. With the rapid consumption of energy resources by modernization， energy shortage has become one of the major problems that hinder social and economic development. Biomass technology is currently one of the effective ways to solve Chinas energy problems. Using biomass gasification technology to prepare activated carbon can achieve a more ideal energy effect. This article firstly introduced the positive significance of using biomass gasification technology for the preparation of activated carbon， analyzed the general principles and principles of biomass gasification -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 technology， combined the current research status of the preparation of activated carbon by using biomass gasification steam method， and explored the prospects， so as to alleviate the problem of energy shortage and provide ideas and references for the sustainable development of society and economy. P 键词：生物质；气化技术； 蒸汽法；活性炭；制备 Key words： biomass；gasification technology；steam method；activated carbon；preparation 中图分类号：TQ424.1 文献标识 码：A 文章编号：1006-4311（2018） 18-0112-02 0 引言 为了缓解我国日益紧张的能源状 况，国家科研部门不断探索新能源，其 中，生物质活性炭就是其中的新能源类 型之一。利用蒸汽法进行生物质气化活 性炭制备需要经过相当严格的制备工艺 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 和一系列复杂环节，当前我国的生物质 气化技术已经取得一定成效，只要做好 生物质气化所产木炭蒸汽法制备活性炭 的注意事项，严格执行活性炭气化制备 标准和规范，就能实现有效的制备目标。 1 利用生物质气化技术进行活性 炭制备的积极意义 生物质是一种典型的可再生能源， 地球上每年通过植物光合作用固定的碳 元素达 2000 亿吨。据估算，中国生物 质资源生产潜力可达 650 亿吨/年，折合 33 亿吨标准煤，相当于每年化石资源消 耗总量的 3 倍以上。国内大部分生物质 资源（农作物秸秆等）被直接焚烧，造 成资源的大量浪费，同时也造成环境的 严重污染。 利用生物质气化技术进行活性炭 制备，不仅能够有效缓解我国能源紧张 问题。从环境效益上看，采用生物气化 技术进行活性炭制备，开发新能源形式， 对于减少因为能源消耗而造成的环境污 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 染具有积极作用，能够减少城市二氧化 碳污染，缓解温室效应，对于环境改善 具有一定的效用。 2 生物质气化技术概述和原理 生物质，即植物或动物应该光合 作用原理储存的有机物质，这些有机物 质主要包含动植物的排泄物、有机废水、 垃圾等。而真正适用于生物气化活性炭 制备的生物质主要包括农业和林业中的 废弃物，诸如农作物的秸秆、林木枝干、 果壳、稻草等，都可以作为生物质气化 活性炭的制备原料。生物质的气化处理 需要用到气化炉，相关的活性炭制备原 料在被粗略的进行破碎处理后，进入气 化炉中，气化炉中一般呈现乏氧状态， 在气化剂（气化炉中的气化剂包括二氧 化碳气化剂、水蒸气或空气）的作用下， 把组成生物质的碳水化合物转化成一氧 化碳（CO） 、氢气（H2） 、甲烷 （CH4）等无污染或是污染少的可燃气 体，这一过程即为生物质技术。这种采 用水蒸气活化法进行活性炭的制备，其 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 活性炭制备的质量主要会受到炭化温度、 活化时间、水蒸气用量、活化温度等影 响，要想获取高质量的生物质气化活性 炭，必须严格掌握时间和温度。文主要 探究生物质蒸汽法制备活性炭工艺，生 物质气化技术过程按照过程来划分，可 以分为四个步骤，即从干燥热 解氧化还原的过程。 2.1 干燥 利用生物质技术进行活性炭的干 燥处理是生物质气化处理的第一步，即 将活性炭气化制备原料放入气化炉，与 炉中的热量进行反应，实现原料中水分 的蒸发。对于原料的干燥处理一般在气 化炉顶部，干燥处理温度正常应控制在 50 至 250。 2.2 热解 活性炭气化制备原料经过气化炉 顶的干燥处理后，再进入热解区，热解 区的热量对于原料持续加温，当原料的 稳定等于或大于 160的情况下，这时 炉中的生物质产生热解反应，产生一些 挥发物，这些挥发物主要包括水蒸气、 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 一氧化碳、二氧化碳、氢气、甲烷、碳、 焦油等等低分子烃类可燃气体。 2.3 氧化 经过热解处理的原料产生的一系 列可燃气体在炉中经过气化剂的作用， 温度持续上升，到这些气体温度达到热 解气体的最低着火点，即250时，气 体会被点燃，发生燃烧，使得高温下的 炭原料也发生燃烧效应，炭原料在燃烧 过程中会产生水蒸气、一氧化碳、二氧 化碳等气体，并伴随着大量的热量产生， 这些热量就是气化炉中为干燥和热解阶 段热量的主要来源。此时炉内氧化区的 温度不断上升，将会高达 600 至 1200。 2.4 还原 经过一系列的加热升温处理后， 原料到打还原区时已经没有了氧气，而 氧化反应中产生的高温水蒸气和二氧化 碳等气体与炉内的炭原理会发生还原反 应，产生氢气和一氧化碳。经过还原反 应后，炉中的高温逐渐被吸收降低到 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 400 至 600。 3 生物质气化所产木炭蒸汽法制 备活性炭研究现状和发展前景 3.1 生物质气化所产木炭蒸汽法 制备活性炭研究现状 以往我国的活性炭制备原料多是 采用木材，但是随着国家对于森林保护 政策的不断加强，也是为了实现经济的 可持续发展，将木材作为主要的生物质 气化活性炭制备原料的发展受到越来越 多的限制，成本也在呈现上升趋势。因 此，我国开始探究更多的活性炭制备原 料来源，这也是现阶段我国相关学者和 专家们正在研究的生物质气化制备活性 炭的重点方向。 学者们探究了利用桑木枝、食物 果壳（包括稻壳、花生壳、核桃壳等） 作为原料进行生物质气化制炭技术，这 些果壳制作的活性炭功用比较多，例如， 采用优质椰壳（果壳）为原料，以先进 的工艺设备精制而成，其外观为黑色不 定型颗粒，具有比表面积大、间隙结构 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 发达、吸附能力强、机械强度高、易再 生等优点，广泛应用于饮用水的提纯净 化，及工业废水、污水、江河水质的除 臭净化，深度改良，去除有害物质。净 化室内空气，吸附有害气体及防毒面具， 滤毒器材的充填。此外，相关学者和专 家也在积极探索更广泛的生物质活性炭 可使用的原料素材，以循环发展、绿色 经济理念等开发新工艺，例如，研究在 传统污泥处理技术的基础上，开发出新 型的污泥热解绿色处理技术，并开发与 之相关的其他技术共同形成循环经济商 业模式。该项目技术成本低廉、零污染 排放，在热解污泥的同时能够产生大量 性能优越的生物活性炭。生物活性炭可 进一步用于废水、废气等高排放工业企 业，有效吸附废水废气中的有害物质。 通过为客户处理污泥、提供生物 活性炭、并将失活的生物活性炭再生使 其可重复利用，项目能够以技术服务的 形式、有竞争力的价格，与客户建立长 期的合作关系。未来，生物质气化在制 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 备活性炭方面将取得更大的进展，更多 的生物质原料可以通过技术研究成为新 的活性炭制备原料。 3.2 生物质气化所产木炭蒸汽法 制备活性炭发展前景展望 立足北方果壳活性炭产业集群生 产和拥有丰富的果壳生物质资源现状， 针对国内果壳活性炭存在消耗大、得率 低、劳动强度大、环境污染严重及企业 效益低等一系列突出问题，进行活性炭 生物质气化发电、炭电联产是活性炭产 业实现清洁生产的必然需求。 目前，一些地区已经开始成功进 行了稻壳发电，建设生物质气化发电站， 对果壳生物质气化联产炭电热肥项目进 行了深入的研究。经过近年来的研究与 试验，2014 年 9 月 18 日 1MW 承德华 净活性炭有限公司的杏壳气化发电中试 项目投入运营，杏壳气化产生的可燃气 用于发电，还能产生热能供暖、生产活 性炭及炭有机肥四种产品。预计明年公 司将建成“5MW 杏壳气化发电联产活性 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 炭关键技术集成与示范” 项目，实现年 发电 3600 万度并网，同时得到杏壳炭 化料 1.70 万吨，活性炭 0.9 万吨，实现 产值 1.08 亿元。 该项技术具有世界领先水平，为 世界首家大型活性炭发电目，项目的 实施除了得到绿色能源外，还能实现生 物质发电与活性炭清洁生产的高效结合， 对提高活性炭的品质，减少环境污染， 减少温室气体与 PM2.5 的排放具有良好 的效果，将促进果壳活性炭特色产业尽 早形成一个清洁生产、节能降耗、资源 循环利用的高新技术产业，将极大地促 进活性炭产