一种生物炭有机浆料及其制备方法和应用与流程

本发明属于清洁能源利用，具体涉及一种生物炭有机浆料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、废弃生物质是人类在利用生物质的过程中生产和消费产生的废弃物，属于生物质的宏观范畴，但是能量密度、可利用性等都有显著的降低，根据不同的来源可分为城市生物废弃物、农作废弃物和禽畜粪便。废弃生物质作为固体废物是必须妥善处理的环境污染物，若处理不当极易造成环境污染，但同时也是潜在的可再生资源和能源。生物质炭化炉可以充分利用各种废弃生物质原料进行气炭联产，生物质原料由加料口进入炭化转炉内，在炭化区发生干燥热解，析出水分、挥发分，接着与空气混合燃烧，生成生物炭。

2、水煤浆是一种煤基燃料，以质量分数计，由65～70％不同粒度分布的煤，29～34％的水和约1％的化学添加剂通过物理加工得到的一种低污染、高效率、可管道输送的流体燃料，具有燃烧稳定、污染排放少等优点，但受制于煤资源匮乏的影响，需要寻找一种可替代煤的原材料制备有机浆料。生物炭具有较高的热值(15～28mj/kg)、较高的固定碳含量(80～90％)、燃烧后产生灰分较少等诸多优点，具备替代煤原料制浆的潜力。但现有的生物炭制浆技术中，生物炭易发生团聚，成浆性差，在有机浆料中的掺比低，目前尚未见利用生物炭全部代替煤制备有机浆料的报道。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有问题，提供一种生物炭有机浆料及其制备方法和应用。本发明在生物炭有机浆料中加入添加剂，结合生物炭、水和添加剂的配比，能够改善生物炭的成浆性，避免团聚现象出现，解决了生物炭在有机浆料中掺比低的问题。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种生物炭有机浆料，包括生物炭、水和添加剂，所述生物炭、水和添加剂的质量比为36～131:67～90:6～10；

4、所述添加剂包括萘磺酸盐、木质素磺酸盐、磺化腐殖酸盐、聚烯烃磺酸盐、聚丙烯酸酯、羧酸盐和磷酸盐中的一种或多种。

5、优选的，所述生物炭由废弃生物质制得。

6、优选的，所述生物炭有机浆料中生物炭的质量分数为34.99～54.8％。

7、优选的，所述生物炭、水和添加剂的质量比为114～130:90:6～9。

8、优选的，所述水包括工业废水，所述工业废水中有机物的质量含量为0.2～5％，cod值为7500～75000mg/l。

9、优选的，所述添加剂为萘磺酸钠和木质素磺酸钾的混合物。

10、优选的，所述混合物中萘磺酸钠和木质素磺酸钾的质量比为1:1。

11、本发明还提供了上述技术方案所述的生物炭有机浆料的制备方法，包括以下步骤：

12、将水和添加剂混合，得到制浆水；

13、将所述制浆水和生物炭混合，得到所述生物炭有机浆料。

14、本发明还提供了上述技术方案所述的生物炭有机浆料或上述制备方法得到的生物炭有机浆料的应用，包括以下步骤：

15、将所述生物炭有机浆料在含氧气氛中，进行气化反应，得到气态产物和液态熔渣；

16、将所述气态产物和液态熔渣分别进行激冷分离，得到混合气体和玻璃态渣。

17、本发明提供了一种生物炭有机浆料，包括生物炭、水和添加剂，所述生物炭、水和添加剂的质量比为36～131:67～90:6～10；所述添加剂包括萘磺酸盐、木质素磺酸盐、磺化腐殖酸盐、聚烯烃磺酸盐、聚丙烯酸酯、羧酸盐和磷酸盐中的一种或多种。

18、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

19、本发明在生物炭有机浆料中加入的添加剂是具有亲油性和亲水性的表面活性剂，能够有效地吸附在生物炭表面，提高生物炭的亲水性，并能在生物炭表面形成双电层和立体障碍，进而有助于改善生物炭的成浆性，避免团聚现象出现，防止固液分离；结合有机浆料中生物炭、水和添加剂的配比，制得的生物炭有机浆料的流动性和稳定性好，解决了生物炭在有机浆料中掺比低的问题，进而能够实现用生物炭全部代替煤制备有机浆料。

20、进一步地，本发明将废弃生物质处理成可替代煤的材料，实现了废物资源的高效循环利用，在降低化石能源使用的同时能够减少环境污染，助力双碳战略的清洁用煤目标。

21、进一步地，本发明用工业废水代替水煤浆中的水，有机浆料在使用过程中会进行气化及高温熔融协同处置，此过程工业废水中的有机污染物充分燃烧降解，实现了废水的资源化利用。

技术特征：

1.一种生物炭有机浆料，其特征在于，包括生物炭、水和添加剂，所述生物炭、水和添加剂的质量比为36～131:67～90:6～10；

2.根据权利要求1所述的生物炭有机浆料，其特征在于，所述生物炭由废弃生物质制得。

3.根据权利要求1或2所述的生物炭有机浆料，其特征在于，所述生物炭有机浆料中生物炭的质量分数为34.99～54.8％。

4.根据权利要求1所述的生物炭有机浆料，其特征在于，所述生物炭、水和添加剂的质量比为114～130:90:6～9。

5.根据权利要求1或4所述的生物炭有机浆料，其特征在于，所述水包括工业废水，所述工业废水中有机物的质量含量为0.2～5％，cod值为7500～75000mg/l。

6.根据权利要求1所述的生物炭有机浆料，其特征在于，所述添加剂为萘磺酸钠和木质素磺酸钾的混合物。

7.根据权利要求6所述的生物炭有机浆料，其特征在于，所述混合物中萘磺酸钠和木质素磺酸钾的质量比为1:1。

8.权利要求1～7任一项所述的生物炭有机浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.权利要求1～7任一项所述的生物炭有机浆料或权利要求8所述的制备方法得到的生物炭有机浆料的应用，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明属于清洁能源利用技术领域，具体涉及一种生物炭有机浆料及其制备方法和应用。本发明在生物炭有机浆料中加入具有亲油性和亲水性的表面活性剂，能够改善生物炭的成浆性，避免团聚现象出现，防止固液分离；结合有机浆料中生物炭、水和添加剂的配比，制得的生物炭有机浆料的流动性和稳定性好，解决了生物炭在有机浆料中掺比低的问题。本发明将废弃生物质处理成可替代煤的材料，最终生成高品质工业原料，实现废物资源的高效循环利用，在降低化石能源使用的同时能够减少环境污染，助力双碳战略的清洁用煤目标。

技术研发人员：杨顺昌,章磊,单国昌,陈建,勾琳,钱星晨
受保护的技术使用者：浙江凤登绿能环保股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13