專利名稱：一種高能生物質(zhì)和生物碳的制備及利用工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種高能生物質(zhì)和生物碳的制備及利用工藝，尤其是一種可進(jìn)行 混燃進(jìn)行零碳排放發(fā)電的工藝。
背景技術(shù)：
利用生物質(zhì)發(fā)電近年已被廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的生物質(zhì)發(fā)電主要應(yīng)用農(nóng)作物秸稈等生 物質(zhì)直接進(jìn)行發(fā)電。此類生物質(zhì)發(fā)電目前普遍存在生物質(zhì)收集困難、成本高、熱值低、發(fā)電 效益低等問題，嚴(yán)重限制生物質(zhì)發(fā)電這個低碳排放的新能源產(chǎn)業(yè)。同時，生物質(zhì)直接發(fā)電在 技術(shù)上除生物質(zhì)燃值低、發(fā)電效益差之外，大多數(shù)用于發(fā)電的秸稈等整合度和灰熔點低，在 高溫下會嚴(yán)重影響鍋爐內(nèi)燃燒效率，不但造成很大的熱損失，而且需要特殊的設(shè)備支持。本 發(fā)明的高能生物質(zhì)和生物碳混燃發(fā)電能有效地解決上述傳統(tǒng)生物質(zhì)發(fā)電的技術(shù)及成本問 題，同時通過高能生物質(zhì)和生物碳的制作過程能達(dá)到能量及碳的合理循環(huán)達(dá)到真正意義上 的零碳排放。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種高能生物質(zhì)處理技術(shù)和 一種產(chǎn)生高燃值生物碳的工藝進(jìn)行直接混燃或和低碳值能源，如低能煤混燃發(fā)電的高能生 物質(zhì)和生物碳的制備及利用工藝。本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的，它包括但不限于芒草類植物、 Switchgrass等C4植物的高能生物質(zhì)植物，將所述的高能生物質(zhì)植物收割、干燥后進(jìn)行以 下處理一是高能生物質(zhì)植物的高碳水化合物部分用微生物發(fā)酵工藝生產(chǎn)乙醇或丁醇生物 燃料；二是將高能生物質(zhì)植物的高燃值部分經(jīng)干燥、擠壓后生產(chǎn)生物燃塊；三是將高能生 物質(zhì)植物的其他部分經(jīng)粉碎干燥后生產(chǎn)生物碳。所述的生物碳的生產(chǎn)是將高能生物質(zhì)植物的其他部分經(jīng)粉碎干燥后送入小型無 煙碳化器或大型的生物煉碳設(shè)備在400-800°C下碳化；所述的無煙碳化器由控溫碳化室、 生物碳收集室、可燃?xì)怏w收集室組成，且每噸生物質(zhì)每小時能產(chǎn)生250-300千克生物碳及 500-700千克的可燃?xì)怏w。所述的生物燃塊、生物碳的燃燒值高達(dá)3-3. 7X IO7J/克，相當(dāng)于優(yōu)質(zhì)煤的燃燒值， 直接用作傳統(tǒng)發(fā)電；所述高燃值的生物燃料和低燃值煤混燃后用作發(fā)電；或直接用作機(jī)器 燃料，所述發(fā)電后的有機(jī)廢物可制成有機(jī)肥或土壤改良劑用于高能植物種植。本發(fā)明不但能解決傳統(tǒng)生物質(zhì)(秸稈)發(fā)電的瓶頸，也能合理利用發(fā)電原料，降低 成本，優(yōu)化能量和碳的合理循環(huán)，達(dá)到真正意義上的零碳排放發(fā)電。


圖1是本發(fā)明的工藝流程示意圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作詳細(xì)的介紹本發(fā)明主要包括但不限于芒草 類植物、Switchgrass等C4植物的高能生物質(zhì)植物，將所述的高能生物質(zhì)植物收割、干燥后 進(jìn)行以下處理一是高能生物質(zhì)植物的高碳水化合物部分用微生物發(fā)酵工藝生產(chǎn)乙醇或丁 醇生物燃料；二是將高能生物質(zhì)植物的高燃值部分經(jīng)干燥、擠壓后生產(chǎn)生物燃塊；三是將 高能生物質(zhì)植物的其他部分經(jīng)粉碎干燥后生產(chǎn)生物碳。所述的生物碳的生產(chǎn)是將高能生物質(zhì)植物的其他部分經(jīng)粉碎干燥后送入小型無 煙碳化器或大型的生物煉碳設(shè)備在400-800°C下碳化；所述的無煙碳化器由控溫碳化室、 生物碳收集室、可燃?xì)怏w收集室組成，且每噸生物質(zhì)能產(chǎn)生250-300千克生物碳及500-700 千克的可燃?xì)怏w。
生物燃塊、生物碳的燃燒值高達(dá)3-3. 7X IO7J/克，相當(dāng)于優(yōu)質(zhì)煤的燃燒值，直接用 于傳統(tǒng)發(fā)電；所述高燃值的生物燃料和低燃值煤混燃后用作發(fā)電；或直接用作機(jī)器燃料， 所述發(fā)電后的有機(jī)廢物可制成有機(jī)肥或土壤改良劑用作高能植物種植。附圖所示，本發(fā)明包括以下步驟A高能生物質(zhì)植物的選擇和處理。本發(fā)明的高能生物質(zhì)植物包括但不限于芒草類 植物、Switchgrass等C4植物。此類高能植物具有單位生物量高、生物質(zhì)能量高并能綜合 利用、種植適應(yīng)性廣等優(yōu)點。此類高能植物經(jīng)選育、種植、收割、干燥后進(jìn)行以下處理①高碳 水化合物部分用微生物發(fā)酵技術(shù)制造生物能源，例如乙醇或丁醇(Butanol)等進(jìn)入發(fā)電程 序，進(jìn)行清潔能源應(yīng)用；②高燃值部分經(jīng)干燥、擠壓后生產(chǎn)生物燃塊(生物煤)；③其他部分 經(jīng)粉碎干燥后生產(chǎn)生物碳。B生物碳的生產(chǎn)上述A中經(jīng)處理的生物質(zhì)進(jìn)入特別的無煙碳化器(小型)或大 型的生物煉碳設(shè)備在400-700°C下碳化，無煙碳化器由控溫碳化室、生物碳收集室、可燃?xì)?體收集室組成。每噸生物質(zhì)能產(chǎn)生250-300千克生物碳及500-700千克的可燃?xì)怏w。C生物燃塊、生物碳及生物燃料的混燃發(fā)電及其他應(yīng)用。生物燃塊、生物碳的燃燒 值高達(dá)3-3. 7 X IO7J/克，相當(dāng)于優(yōu)質(zhì)煤的燃燒值，可直接用于傳統(tǒng)發(fā)電。生物燃塊和生物碳 CO2排放量只有煤的1/5，并不含S及其他酸堿物質(zhì)，不但能保護(hù)環(huán)境，同時能減少對設(shè)備的 腐蝕。此高燃值生物燃料也可以和低燃值煤混燃發(fā)電以充分利用煤炭資源，提高經(jīng)濟(jì)效 益。高能生物質(zhì)也能高效地產(chǎn)生生物乙醇及丁醇(Butanol)，直接用于發(fā)電，及用作燃料。 發(fā)電后的有機(jī)廢物可制成有機(jī)肥或土壤改良劑用于高能植物種植，以提高產(chǎn)量、改良土壤、 固碳于土壤、形成負(fù)碳排放。實施例按每畝芒草能生產(chǎn)2噸高能干物質(zhì)計算比較其他作物玉米桿0. 6噸，甘蔗:1· 5噸，Swithgrass :1· 1噸每畝芒草中高碳水化合物部分能生產(chǎn)燃料乙醇51升其他植物如玉米桿只能生產(chǎn)11升，甘蔗34升，Swithgrass25升以10萬畝為例能產(chǎn)生高能生物質(zhì)20萬噸，產(chǎn)生生物碳6萬噸，產(chǎn)生總能量相當(dāng)于12萬噸高能 煤，用于發(fā)電可供24萬人使用。
權(quán)利要求
一種高能生物質(zhì)和生物碳的制備及利用工藝，其特征在于它包括但不限于芒草類植物、Switchgrass等C4植物的高能生物質(zhì)植物，將所述的高能生物質(zhì)植物收割、干燥后進(jìn)行以下處理一是高能生物質(zhì)植物的高碳水化合物部分用微生物發(fā)酵工藝生產(chǎn)乙醇或丁醇生物燃料；二是將高能生物質(zhì)植物的高燃值部分經(jīng)干燥、擠壓后生產(chǎn)生物燃塊；三是將高能生物質(zhì)植物的其他部分經(jīng)粉碎干燥后生產(chǎn)生物碳。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高能生物質(zhì)和生物碳的制備及利用工藝，其特征在于所述的 生物碳的生產(chǎn)是將高能生物質(zhì)植物的其他部分經(jīng)粉碎干燥后送入小型無煙碳化器或大型 的生物煉碳設(shè)備在400-700°C下碳化；所述的無煙碳化器由控溫碳化室、生物碳收集室、可 燃?xì)怏w收集室組成，且每噸生物質(zhì)每小時能產(chǎn)生250-300千克生物碳及500-700千克的可 燃?xì)怏w。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高能生物質(zhì)和生物碳的制備及利用工藝，其特征在于生物燃 塊、生物碳的燃燒值高達(dá)3-3. 7X IO7J/克，相當(dāng)于優(yōu)質(zhì)煤的燃燒值，直接用作傳統(tǒng)發(fā)電；所 述高燃值的生物燃料和低燃值煤混燃后用作發(fā)電；或直接用作機(jī)器燃料，所述發(fā)電后的有 機(jī)廢物可制成有機(jī)肥或土壤改良劑用于高能植物種植。
全文摘要
一種高能生物質(zhì)和生物碳的制備及利用工藝，它包括一種但不限于芒草類植物、Switchgrass等C4植物的高能生物質(zhì)植物，將所述的高能生物質(zhì)植物栽培成熟，經(jīng)收割、干燥后進(jìn)行以下處理一是高能生物質(zhì)植物的高碳水化合物部分用微生物發(fā)酵工藝生產(chǎn)乙醇或丁醇生物燃料；二是將高能生物質(zhì)植物的高燃值部分經(jīng)干燥、擠壓后生產(chǎn)生物燃塊；三是將高能生物質(zhì)植物的其他部分經(jīng)粉碎干燥后生產(chǎn)生物碳；它不但能解決傳統(tǒng)生物質(zhì)發(fā)電的瓶頸，也能合理利用發(fā)電原料，降低成本，優(yōu)化能量和碳的合理循環(huán)，達(dá)到真正意義上的零碳排放發(fā)電。
文檔編號C12P7/06GK101824349SQ201010161390
公開日2010年9月8日 申請日期2010年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月28日
發(fā)明者楊宗鑫, 陳宇光 申請人:杭州鑫偉低碳技術(shù)研發(fā)有限公司