RU2830164C1 - Method of producing and using biomass material - Google Patents
Method of producing and using biomass material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2830164C1 RU2830164C1 RU2024101229A RU2024101229A RU2830164C1 RU 2830164 C1 RU2830164 C1 RU 2830164C1 RU 2024101229 A RU2024101229 A RU 2024101229A RU 2024101229 A RU2024101229 A RU 2024101229A RU 2830164 C1 RU2830164 C1 RU 2830164C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- biomass
- biomass material
- shells
- charcoal
- Prior art date
Links
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 title claims abstract description 100
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 62
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 claims abstract description 63
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 claims abstract description 57
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 21
- IYRDVAUFQZOLSB-UHFFFAOYSA-N copper iron Chemical compound [Fe].[Cu] IYRDVAUFQZOLSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- DVRDHUBQLOKMHZ-UHFFFAOYSA-N chalcopyrite Chemical compound [S-2].[S-2].[Fe+2].[Cu+2] DVRDHUBQLOKMHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 229910052951 chalcopyrite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 30
- 235000017060 Arachis glabrata Nutrition 0.000 claims description 20
- 244000105624 Arachis hypogaea Species 0.000 claims description 20
- 235000010777 Arachis hypogaea Nutrition 0.000 claims description 20
- 235000018262 Arachis monticola Nutrition 0.000 claims description 20
- 235000020232 peanut Nutrition 0.000 claims description 20
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 10
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 10
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 6
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 6
- 240000007049 Juglans regia Species 0.000 claims description 5
- 235000009496 Juglans regia Nutrition 0.000 claims description 5
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 claims description 5
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 claims description 5
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 claims description 5
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 claims description 5
- 235000020234 walnut Nutrition 0.000 claims description 5
- 241001070941 Castanea Species 0.000 claims description 2
- 235000014036 Castanea Nutrition 0.000 claims description 2
- 244000060011 Cocos nucifera Species 0.000 claims description 2
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000018330 Macadamia integrifolia Nutrition 0.000 claims description 2
- 240000000912 Macadamia tetraphylla Species 0.000 claims description 2
- 235000003800 Macadamia tetraphylla Nutrition 0.000 claims description 2
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 claims description 2
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 claims description 2
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 claims description 2
- 240000006711 Pistacia vera Species 0.000 claims description 2
- 235000003447 Pistacia vera Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000010903 husk Substances 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 235000014571 nuts Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000020233 pistachio Nutrition 0.000 claims description 2
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 claims description 2
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000020238 sunflower seed Nutrition 0.000 claims description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 abstract description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 19
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 16
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 16
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 10
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 10
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N anthracen-1-ylmethanolate Chemical compound C1=CC=C2C=C3C(C[O-])=CC=CC3=CC2=C1 RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003830 anthracite Substances 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 3
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 2
- 239000002802 bituminous coal Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 238000005087 graphitization Methods 0.000 description 2
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000000116 mitigating effect Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009919 sequestration Effects 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
Область техникиField of technology
Настоящее изобретение относится к области техники восстановителей биомассы и более конкретно к способу получения и применению материала биомассы.The present invention relates to the field of biomass reducing agents and more particularly to a method for producing and using biomass material.
Уровень техникиState of the art
Восстановители, используемые в металлургической промышленности Китая, в основном включают древесный уголь, древесные блоки, нефтяной кокс и битуминозный уголь с низким содержанием золы. Благодаря максимальной пористости и большому количеству прямых отверстий древесный уголь подходит для пропускания газа, степень графитизации и кристаллизации древесного угля может незначительно увеличиваться при высокой температуре, а также имеет высокое удельное сопротивление и реакционную способность в восстановительных условиях. На сегодняшний день древесный уголь является лучшим восстановителем в процессе промышленной выплавки металлов. Древесный уголь долгое время был основным восстановителем, используемым в промышленном производстве металлов в Китае. Нефтяной кокс и битуминозный уголь можно добавлять только в небольшом количестве, главным образом из-за высокой степени графитизации нефтяного кокса при высокой температуре, что приводит к низкой восстановительной активности. Хотя антрацит имеет высокое содержание фиксированных углеродов и низкое содержание золы, у антрацита есть некоторые проблемы, такие как низкая летучесть, плохая химическая активность, легкое расширение и термическое разделение при высокой температуре, поэтому антрацит нельзя непосредственно использовать в качестве восстановителя для производства промышленных металлов.The reducing agents used in China's metallurgical industry mainly include charcoal, wood block, petroleum coke and low ash bituminous coal. Due to the maximum porosity and large number of straight holes, charcoal is suitable for gas permeability, the graphitization degree and crystallization degree of charcoal can increase slightly at high temperature, and it has high resistivity and reactivity under reducing conditions. At present, charcoal is the best reducing agent in the industrial metal smelting process. Charcoal has long been the main reducing agent used in China's industrial metal smelting. Petroleum coke and bituminous coal can only be added in a small amount, mainly due to the high graphitization degree of petroleum coke at high temperature, resulting in low reducing activity. Although anthracite has high fixed carbon content and low ash content, anthracite has some problems such as low volatility, poor chemical reactivity, easy expansion and thermal separation at high temperature, so anthracite cannot be directly used as a reducing agent for industrial metal production.
Для производства древесного угля требуется много лесных ресурсов, что приводит к сокращению лесных ресурсов и серьезному ущербу экологической среде. Площадь лесного покрова в Китае составляет лишь менее 10% площади суши, и для формирования леса требуется определенный период роста. Большое количество обезлесения не отвечает требованиям защиты экологической среды, построения низкоуглеродного общества и развития экономики замкнутого цикла. Развитие металлургической промышленности не может происходить за счет потребления менее богатых лесных ресурсов. Из-за ограниченности ресурсов цена на древесный уголь значительно возрастает, что серьезно влияет на экономическую выгоду металлургических предприятий. Развитие металлургической промышленности ограничено использованием восстановителя. Биомасса - типичный вид возобновляемой энергии, преимуществами которой являются широкий спектр источников, обильные запасы, короткий период роста и т.д. Общий объем биомассы, производимой на земле, составляет около 140-180 миллиардов тонн в год, а ежегодные отходы соломы в Китае составляют более 6 миллиардов тонн, что имеет большой потенциал для использования ресурсов.The production of charcoal requires a lot of forest resources, which leads to the reduction of forest resources and serious damage to the ecological environment. The forest cover area of China is only less than 10% of the land area, and it takes a certain growth period to form a forest. A large amount of deforestation does not meet the requirements of protecting the ecological environment, building a low-carbon society and developing a circular economy. The development of the iron and steel industry cannot be achieved by consuming less abundant forest resources. Due to the limited resources, the price of charcoal increases significantly, which seriously affects the economic benefits of iron and steel enterprises. The development of the iron and steel industry is limited by the use of reducing agent. Biomass is a typical renewable energy, which has the advantages of a wide range of sources, abundant reserves, short growth period, etc. The total amount of biomass produced on the earth is about 140-180 billion tons per year, and the annual straw waste in China is more than 6 billion tons, which has great potential for resource utilization.
Обработка отработанных биологических материалов всегда была острой проблемой, поскольку прямое сжигание может привести к образованию большого количества парниковых газов и оказать влияние на глобальное изменение климата. Биоуголь - это вещество, богатое углеродом, которое образуется в результате термохимической реакции органических твердых веществ при высокой температуре (300-1000°C) и в отсутствие кислорода. Благодаря уникальным характеристикам биоуголь играет важную роль в связывании углерода, улучшении свойств почвы, очистке загрязненных сточных вод, адсорбции парниковых газов и содействии производству биогаза. В рамках проекта биоуголь используется в качестве восстановителя для замены древесного угля, каменного угля и кокса, широко используемых в металлургической промышленности, тем самым реализуя цель сокращения выбросов углерода в металлургической промышленности.The treatment of waste bio-materials has always been a hot issue because direct combustion can generate large amounts of greenhouse gases and contribute to global climate change. Biochar is a carbon-rich substance that is formed through the thermochemical reaction of organic solids at high temperature (300-1000°C) and in the absence of oxygen. Due to its unique characteristics, biochar plays an important role in carbon sequestration, soil improvement, wastewater treatment, greenhouse gas adsorption and biogas production. In the project, biochar is used as a reducing agent to replace charcoal, hard coal and coke widely used in the metallurgical industry, thereby realizing the goal of reducing carbon emissions in the metallurgical industry.
Большое практическое значение имеет разработка широкодоступного, экологически чистого и экономически эффективного восстановителя биоугля для промышленной выплавки металлов с целью замены древесного угля в промышленном производстве металлов, чтобы снизить себестоимость производства промышленных металлов, обеспечить стабильную работу печей и уменьшить ущерб, наносимый лесным ресурсам. Поэтому обеспечение способа получения и применение чистого, не загрязняющего окружающую среду и экологически безопасного материала биомассы является актуальной задачей, которую необходимо решить специалистам в данной области.Of great practical importance is the development of a widely available, environmentally friendly and cost-effective biochar reducer for industrial metal smelting in order to replace charcoal in industrial metal production, to reduce the cost of industrial metal production, ensure stable operation of furnaces and reduce damage to forest resources. Therefore, providing a method for obtaining and using clean, non-polluting and environmentally safe biomass material is an urgent task that needs to be solved by specialists in this field.
Краткое описание изобретенияBrief description of the invention
Ввиду этого настоящее изобретение обеспечивает способ получения и применение материала биомассы.In view of this, the present invention provides a method for producing and using biomass material.
Для реализации вышеуказанной цели в настоящем изобретении используется следующее техническое решение:To achieve the above objective, the following technical solution is used in the present invention:
Способ получения материала биомассы включает следующие этапы:The method for obtaining biomass material includes the following steps:
1) измельчение отработанных биологических материалов до частиц размером 2-3 см, помещение измельченных материалов в устройство для карбонизации, нагрев до температуры 300-400°C со скоростью 40-50°C/мин в условиях вентиляции, выдерживание материалов при этой температуре в течение 10-20 мин, затем очистка и сушка для получения предварительно приготовленного карбида;1) grinding of waste biological materials to particles of 2-3 cm in size, placing the ground materials in a carbonization device, heating to a temperature of 300-400°C at a rate of 40-50°C/min under ventilation conditions, maintaining the materials at this temperature for 10-20 minutes, then cleaning and drying to obtain pre-prepared carbide;
2) добавление медно-железного катализатора в предварительно приготовленный карбид в массовом соотношении 80-100:1 и равномерное перемешивание для получения смешанного материала;2) adding copper-iron catalyst to pre-prepared carbide in a weight ratio of 80-100:1 and uniformly mixing to obtain a mixed material;
3) в условиях инертного газа введение водяного пара, проведение низкотемпературной карбонизации смешанного материала, полученного на этапе 2), в течение 2-4 ч. при температуре 500-800°C; затем естественное охлаждение до комнатной температуры и отделение от медно-железного катализатора для получения древесного угля биомассы;3) under inert gas conditions, introducing water vapor, carrying out low-temperature carbonization of the mixed material obtained in stage 2) for 2-4 hours at a temperature of 500-800°C; then natural cooling to room temperature and separation from the copper-iron catalyst to obtain biomass charcoal;
4) в условиях инертного газа введение газообразного аммиака, проведение высокотемпературной карбонизации древесного угля биомассы, полученного на этапе 3), в течение 4-6 ч при температуре 1100-1300°C, затем естественное охлаждение до комнатной температуры, очистка и сушка для получения материала биомассы.4) under inert gas conditions, introducing gaseous ammonia, carrying out high-temperature carbonization of the biomass charcoal obtained in step 3) for 4-6 hours at a temperature of 1100-1300°C, then natural cooling to room temperature, cleaning and drying to obtain biomass material.
Кроме того, отработанный биологический материал на этапе 1) представляет собой смесь из высушенной и обезвоженной скорлупы арахиса, скорлупы семян подсолнечника, скорлупы каштанов, скорлупы фисташек, скорлупы грецких орехов, скорлупы орехов макадамия, скорлупы кедровых орехов, скорлупы кокосовых орехов, рисовой шелухи, кукурузных початков, жмыха и стеблей сельскохозяйственных культур в любой пропорции или одно из перечисленного.In addition, the waste biological material in stage 1) is a mixture of dried and dehydrated peanut shells, sunflower seed shells, chestnut shells, pistachio shells, walnut shells, macadamia nut shells, pine nut shells, coconut shells, rice husks, corn cobs, cakes and stalks of agricultural crops in any proportion or one of the above.
Кроме того, медно-железный катализатор на этапе 2) представляет собой халькопирит и железную руду, и массовое соотношение халькопирита и железной руды составляет 1: 3-5.In addition, the copper-iron catalyst in step 2) is chalcopyrite and iron ore, and the mass ratio of chalcopyrite and iron ore is 1:3-5.
Кроме того, во время низкотемпературной карбонизации на этапе 3) скорость нагрева составляет 5-10°C/мин.In addition, during low-temperature carbonization in step 3), the heating rate is 5-10°C/min.
На этапе 3) водяной пар вводится со скоростью 1,5-2 мл/мин на каждые 100 г общей массы древесного угля биомассы.In step 3), water vapor is introduced at a rate of 1.5-2 ml/min for every 100 g of total mass of biomass charcoal.
Кроме того, очистка на этапе 1) и этапе 4) заключается в промывании чистой водой в течение 10-15 мин.In addition, cleaning at stage 1) and stage 4) consists of rinsing with clean water for 10-15 minutes.
Кроме того, при высокотемпературной карбонизации на этапе 4) скорость нагрева составляет 20-25°C/мин.In addition, during high-temperature carbonization in step 4), the heating rate is 20-25°C/min.
На этапе 4) газообразный аммиак вводится со скоростью 2-4 мл/мин на каждые 100 г общей массы древесного угля биомассы.In step 4), gaseous ammonia is introduced at a rate of 2-4 ml/min for every 100 g of total biomass charcoal mass.
Настоящее изобретение обеспечивает применение материала биомассы в восстановительном процессе выплавки металлов.The present invention provides for the use of biomass material in a reduction process for metal smelting.
Из приведенных выше технических решений видно, что по сравнению с предшествующим уровнем техники настоящее изобретение обладает следующими преимуществами:From the above technical solutions, it is clear that, compared with the previous level of technology, the present invention has the following advantages:
Биомасса - это чистое низкоуглеродное топливо с низким содержанием серы и азота и небольшим количеством золы, так что выбросы SO2, NOx и золы после сжигания намного меньше, чем у ископаемого топлива; биомасса является чистым топливом и возобновляемым ресурсом, который подлежит вторичной переработке и может рассматриваться как неисчерпаемая постоянная энергия; и использование биомассы не увеличивает содержание CO2 в атмосфере, что имеет особое значение для смягчения все более серьезного «парникового эффекта».Biomass is a clean, low-carbon fuel with low sulphur and nitrogen content and little ash, so that the emissions of SO2 , NOx and ash after combustion are much lower than those of fossil fuels; biomass is a clean fuel and a renewable resource that is recyclable and can be regarded as an inexhaustible constant energy; and the use of biomass does not increase the CO2 content of the atmosphere, which is of particular importance for mitigating the increasingly serious "greenhouse effect".
Использование восстановителя биомассы в металлургической и электроплавильной промышленности, несомненно, может кардинально решить проблему комплексного использования отходов сельского и лесного хозяйства; и более того, технологический путь производства восстановителя биомассы может обеспечить эффективное использование ресурсов биомассы, что способствует интеграции промышленности и сельского хозяйства, городских и сельских промышленных цепочек, стимулирует внутренний спрос и повышает доходы фермеров.The use of biomass reducing agent in metallurgy and electric smelting industry can undoubtedly fundamentally solve the problem of integrated utilization of agricultural and forestry waste; and what's more, the production technology of biomass reducing agent can ensure the efficient use of biomass resources, which is conducive to the integration of industry and agriculture, urban and rural industrial chains, stimulate domestic demand and improve farmers' income.
Хотя сырье перед карбонизацией подвергается предварительной обработке для удаления примесей, в нем все еще остается небольшое количество серы, так что в настоящем изобретении для десульфурации вводится газообразный аммиак. Газообразный аммиак может генерировать водород с высокой восстановительной способностью в устройстве при высокой температуре, и водород может вступать в реакцию со связями углерод-сера в углеродном материале, тем самым удаляя серу.Although the raw material is pretreated to remove impurities before carbonization, there is still a small amount of sulfur left in it, so in the present invention, ammonia gas is introduced for desulfurization. Ammonia gas can generate hydrogen with high reducing power in the device at a high temperature, and the hydrogen can react with carbon-sulfur bonds in the carbon material, thereby removing sulfur.
Исходя из соображений охраны окружающей среды и низкой стоимости, материал биомассы по настоящему изобретению снижает содержание серы и золы и обладает высокой активностью и высокой восстановительной эффективностью.From the perspective of environmental protection and low cost, the biomass material of the present invention reduces the content of sulfur and ash and has high activity and high reduction efficiency.
Описание чертежейDescription of drawings
Чтобы более ясно объяснить технические решения в вариантах осуществления настоящего изобретения или предшествующего уровня техники, ниже приводится краткое описание чертежей, используемых в описании вариантов осуществления или предшествующего уровня техники. Очевидно, что на описанных ниже чертежах показаны некоторые варианты осуществления настоящего изобретения, поэтому для специалистов в данной области техники другие чертежи также могут быть получены в соответствии с этими чертежами без внесения творческого труда.In order to more clearly explain the technical solutions in the embodiments of the present invention or the prior art, the following provides a brief description of the drawings used in the description of the embodiments or the prior art. It is obvious that the drawings described below show some embodiments of the present invention, so for those skilled in the art, other drawings can also be obtained in accordance with these drawings without making creative efforts.
Фиг. 1 представляет собой блок-схему настоящего изобретения.Fig. 1 is a block diagram of the present invention.
Подробное описаниеDetailed description
Технические решения в вариантах осуществления настоящего изобретения четко и полностью описаны ниже. Очевидно, что описанные варианты осуществления являются лишь некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, а не всеми вариантами. Основываясь на вариантах осуществления настоящего изобретения, все другие варианты осуществления, полученные специалистами в данной области без участия творческого труда, подпадают под сферу охраны настоящего изобретения.The technical solutions in the embodiments of the present invention are clearly and completely described below. It is obvious that the described embodiments are only some embodiments of the present invention, not all embodiments. Based on the embodiments of the present invention, all other embodiments obtained by persons skilled in the art without creative work fall within the protection scope of the present invention.
Вариант осуществления 1Implementation option 1
Способ получения материала биомассы включает следующие этапы:The method for obtaining biomass material includes the following steps:
1) измельчение высушенной и обезвоженной скорлупы арахиса до частиц размером 2-3 см, помещение измельченной скорлупы арахиса в устройство для карбонизации, нагрев до температуры 350°C со скоростью 45°C/мин в условиях вентиляции, выдерживание измельченной скорлупы арахиса при этой температуре в течение 15 минут, промывка чистой водой в течение 12 минут и сушка для получения предварительно приготовленного карбида;1) crushing the dried and dehydrated peanut shells into 2-3 cm particles, placing the crushed peanut shells into a carbonization device, heating to 350°C at a rate of 45°C/min under ventilation conditions, keeping the crushed peanut shells at this temperature for 15 minutes, rinsing with clean water for 12 minutes and drying to obtain pre-prepared carbide;
2) добавление медно-железного катализатора (массовое соотношение халькопирита и железной руды составляет 1:4) в предварительно приготовленный карбид в массовом соотношении 90:1 и равномерное перемешивание для получения смешанного материала;2) adding copper-iron catalyst (the mass ratio of chalcopyrite and iron ore is 1:4) to the pre-prepared carbide at a mass ratio of 90:1 and uniformly mixing to obtain a mixed material;
3) в условиях инертного газа (гелия) введение водяного пара со скоростью 1,8 мл/мин на каждые 100 г общей массы древесного угля биомассы, проведение низкотемпературной карбонизации смешанного материала, полученного на этапе 2), при этом температура составляет 700°C, скорость нагрева - 8°C/мин, время карбонизации - 3 ч; затем естественное охлаждение до комнатной температуры и отделение от медно-железного катализатора для получения древесного угля биомассы;3) under inert gas (helium) conditions, introducing water vapor at a rate of 1.8 ml/min for every 100 g of the total mass of biomass charcoal, carrying out low-temperature carbonization of the mixed material obtained in step 2), wherein the temperature is 700°C, the heating rate is 8°C/min, the carbonization time is 3 h; then natural cooling to room temperature and separation from the copper-iron catalyst to obtain biomass charcoal;
4) в условиях инертного газа (гелия) введение газообразного аммиака со скоростью 3 мл/мин на каждые 100 г общей массы древесного угля биомассы, проведение высокотемпературной карбонизации древесного угля биомассы, полученного на этапе 3), при этом температура составляет 1200°C, скорость нагрева - 23°C/мин, время карбонизации - 5 ч; затем естественное охлаждение, промывка древесного угля биомассы чистой водой в течение 12 минут и сушка для получения материала биомассы.4) under inert gas (helium) conditions, introducing gaseous ammonia at a rate of 3 ml/min for every 100 g of the total mass of biomass charcoal, carrying out high-temperature carbonization of the biomass charcoal obtained in step 3), wherein the temperature is 1200°C, the heating rate is 23°C/min, the carbonization time is 5 h; then natural cooling, washing the biomass charcoal with clean water for 12 minutes and drying to obtain biomass material.
Вариант осуществления 2Implementation option 2
Способ получения материала биомассы включает следующие этапы:The method for obtaining biomass material includes the following steps:
1) измельчение высушенной и обезвоженной скорлупы грецких орехов до частиц размером 2-3 см, помещение измельченной скорлупы грецких орехов в устройство для карбонизации, нагрев до температуры 300°C со скоростью 40°C/мин в условиях вентиляции, выдерживание скорлупы грецких орехов при этой температуре в течение 20 минут, промывка чистой водой в течение 15 минут и сушка для получения предварительно приготовленного карбида;1) crushing the dried and dehydrated walnut shells to 2-3 cm particles, placing the crushed walnut shells in a carbonization device, heating to 300°C at a rate of 40°C/min under ventilation, keeping the walnut shells at this temperature for 20 minutes, rinsing with clean water for 15 minutes and drying to obtain pre-prepared carbide;
2) добавление медно-железного катализатора (массовое соотношение халькопирита и железной руды составляет 1:5) в предварительно приготовленный карбид в массовом соотношении 80:1 и равномерное перемешивание для получения смешанного материала;2) adding copper-iron catalyst (the mass ratio of chalcopyrite and iron ore is 1:5) to the pre-prepared carbide at a mass ratio of 80:1 and uniformly mixing to obtain a mixed material;
3) в условиях инертного газа (гелия) введение водяного пара со скоростью 1,5 мл/мин на каждые 100 г общей массы древесного угля биомассы, проведение низкотемпературной карбонизации смешанного материала, полученного на этапе 2), при этом температура составляет 500°C, скорость нагрева - 5°C/мин, время карбонизации - 4 ч; затем естественное охлаждение до комнатной температуры и отделение от медно-железного катализатора для получения древесного угля биомассы;3) under inert gas (helium) conditions, introducing water vapor at a rate of 1.5 ml/min for every 100 g of the total mass of biomass charcoal, carrying out low-temperature carbonization of the mixed material obtained in step 2), wherein the temperature is 500°C, the heating rate is 5°C/min, the carbonization time is 4 h; then natural cooling to room temperature and separation from the copper-iron catalyst to obtain biomass charcoal;
4) в условиях инертного газа (гелия) введение газообразного аммиака со скоростью 2 мл/мин на каждые 100 г общей массы древесного угля биомассы, проведение высокотемпературной карбонизации древесного угля биомассы, полученного на этапе 3), при этом температура составляет 1100°C, скорость нагрева - 20°C/мин, время карбонизации - 6 ч; затем естественное охлаждение, промывка древесного угля биомассы чистой водой в течение 15 минут и сушка для получения материала биомассы.4) under inert gas (helium) conditions, introducing gaseous ammonia at a rate of 2 ml/min for every 100 g of the total mass of biomass charcoal, carrying out high-temperature carbonization of the biomass charcoal obtained in step 3), wherein the temperature is 1100°C, the heating rate is 20°C/min, the carbonization time is 6 h; then natural cooling, washing the biomass charcoal with clean water for 15 minutes and drying to obtain biomass material.
Вариант осуществления 3Implementation option 3
Способ получения материала биомассы включает следующие этапы:The method for obtaining biomass material includes the following steps:
1) измельчение высушенных и обезвоженных кукурузных початков до частиц размером 2-3 см, помещение измельченных кукурузных початков в устройство для карбонизации, нагрев до температуры 400°C со скоростью 50°C/мин в условиях вентиляции, выдерживание кукурузных початков при этой температуре в течение 10 минут, промывка чистой водой в течение 10 минут и сушка для получения предварительно приготовленного карбида;1) crushing dried and dehydrated corn cobs to 2-3 cm particle size, placing the crushed corn cobs in a carbonization device, heating to 400°C at a rate of 50°C/min under ventilation, keeping the corn cobs at this temperature for 10 minutes, rinsing with clean water for 10 minutes and drying to obtain pre-prepared carbide;
2) добавление медно-железного катализатора (массовое соотношение халькопирита и железной руды составляет 1:3) в предварительно приготовленный карбид в массовом соотношении 100: 1 и равномерное перемешивание для получения смешанного материала;2) adding copper-iron catalyst (the mass ratio of chalcopyrite and iron ore is 1:3) to the pre-prepared carbide at a mass ratio of 100:1 and uniformly mixing to obtain a mixed material;
3) в условиях инертного газа (гелия) введение водяного пара со скоростью 2 мл/мин на каждые 100 г общей массы древесного угля биомассы, проведение низкотемпературной карбонизации смешанного материала, полученного на этапе 2), при этом температура составляет 800°C, скорость нагрева - 10°C/мин, время карбонизации - 2 ч; затем естественное охлаждение до комнатной температуры и отделение от медно-железного катализатора для получения древесного угля биомассы;3) under inert gas (helium) conditions, introducing water vapor at a rate of 2 ml/min for every 100 g of the total mass of biomass charcoal, carrying out low-temperature carbonization of the mixed material obtained in step 2), wherein the temperature is 800°C, the heating rate is 10°C/min, the carbonization time is 2 h; then natural cooling to room temperature and separation from the copper-iron catalyst to obtain biomass charcoal;
4) в условиях инертного газа (гелия) введение газообразного аммиака со скоростью 3 мл/мин на каждые 100 г общей массы древесного угля биомассы, проведение высокотемпературной карбонизации древесного угля биомассы, полученного на этапе 3), при этом температура составляет 1300°C, скорость нагрева - 25°C/мин, время карбонизации - 4 ч; затем естественное охлаждение, промывка древесного угля биомассы чистой водой в течение 10 минут и сушка для получения материала биомассы.4) under inert gas (helium) conditions, introducing gaseous ammonia at a rate of 3 ml/min for every 100 g of the total mass of biomass charcoal, carrying out high-temperature carbonization of the biomass charcoal obtained in step 3), wherein the temperature is 1300°C, the heating rate is 25°C/min, the carbonization time is 4 h; then natural cooling, washing the biomass charcoal with clean water for 10 minutes and drying to obtain biomass material.
Сравнительный пример 1Comparative example 1
Способ получения материала биомассы включает следующие этапы:The method for obtaining biomass material includes the following steps:
1) измельчение высушенной и обезвоженной скорлупы арахиса до частиц размером 2-3 см, помещение измельченной скорлупы арахиса в устройство для карбонизации, нагрев до температуры 350°C со скоростью 45°C/мин в условиях вентиляции, выдерживание скорлупы арахиса при этой температуре в течение 15 минут, затем промывка чистой водой в течение 12 минут и сушка для получения предварительно приготовленного карбида;1) crushing the dried and dehydrated peanut shells into 2-3 cm particles, placing the crushed peanut shells into a carbonization device, heating to 350°C at a rate of 45°C/min under ventilation, keeping the peanut shells at this temperature for 15 minutes, then rinsing with clean water for 12 minutes and drying to obtain pre-prepared carbide;
2) в условиях инертного газа (гелия) введение водяного пара со скоростью 1,8 мл/мин на каждые 100 г общей массы древесного угля биомассы, проведение низкотемпературной карбонизации предварительно приготовленного карбида, полученного на этапе 1), при этом температура составляет 700°C, скорость нагрева - 8°C/мин, время карбонизации - 3 ч; затем естественное охлаждение до комнатной температуры для получения древесного угля биомассы;2) under inert gas (helium) conditions, introducing water vapor at a rate of 1.8 ml/min for every 100 g of total mass of biomass charcoal, carrying out low-temperature carbonization of the pre-prepared carbide obtained in step 1), wherein the temperature is 700°C, the heating rate is 8°C/min, the carbonization time is 3 h; then natural cooling to room temperature to obtain biomass charcoal;
3) в условиях инертного газа (гелия) введение газообразного аммиака со скоростью 3 мл/мин на каждые 100 г общей массы древесного угля биомассы, проведение высокотемпературной карбонизации древесного угля биомассы, полученного на этапе 3), при этом температура составляет 1200°C, скорость нагрева - 23°C/мин, время карбонизации - 5 ч; затем естественное охлаждение, промывка древесного угля биомассы чистой водой в течение 12 минут и сушка для получения материала биомассы.3) under inert gas (helium) conditions, introducing gaseous ammonia at a rate of 3 ml/min for every 100 g of the total mass of biomass charcoal, carrying out high-temperature carbonization of the biomass charcoal obtained in step 3), wherein the temperature is 1200°C, the heating rate is 23°C/min, the carbonization time is 5 h; then natural cooling, washing the biomass charcoal with clean water for 12 minutes and drying to obtain biomass material.
Сравнительный пример 2Comparative example 2
Способ получения материала биомассы включает следующие этапы:The method for obtaining biomass material includes the following steps:
1) измельчение высушенной и обезвоженной скорлупы арахиса до частиц размером 2-3 см, помещение измельченной скорлупы арахиса в устройство для карбонизации, нагрев до температуры 350°C со скоростью 45°C/мин в условиях вентиляции, выдерживание скорлупы арахиса при этой температуре в течение 15 минут, промывка чистой водой в течение 12 минут и сушка для получения предварительно приготовленного карбида;1) crushing the dried and dehydrated peanut shells into 2-3 cm particles, placing the crushed peanut shells into a carbonization device, heating to 350°C at a rate of 45°C/min under ventilation, keeping the peanut shells at this temperature for 15 minutes, rinsing with clean water for 12 minutes and drying to obtain pre-prepared carbide;
2) добавление железного катализатора (железной руды) в предварительно приготовленный карбид в массовом соотношении 90:1 и равномерное перемешивание для получения смешанного материала;2) adding iron catalyst (iron ore) to the pre-prepared carbide in a weight ratio of 90:1 and uniformly mixing to obtain a mixed material;
3) в условиях инертного газа (гелия) введение водяного пара со скоростью 1,8 мл/мин на каждые 100 г общей массы древесного угля биомассы, проведение низкотемпературной карбонизации смешанного материала, полученного на этапе 2), при этом температура составляет 700°C, скорость нагрева - 8°C/мин, время карбонизации - 3 ч; затем естественное охлаждение до комнатной температуры и отделение от медно-железного катализатора для получения древесного угля биомассы;3) under inert gas (helium) conditions, introducing water vapor at a rate of 1.8 ml/min for every 100 g of the total mass of biomass charcoal, carrying out low-temperature carbonization of the mixed material obtained in step 2), wherein the temperature is 700°C, the heating rate is 8°C/min, the carbonization time is 3 h; then natural cooling to room temperature and separation from the copper-iron catalyst to obtain biomass charcoal;
4) в условиях инертного газа (гелия) введение газообразного аммиака со скоростью 3 мл/мин на каждые 100 г общей массы древесного угля биомассы, проведение высокотемпературной карбонизации древесного угля биомассы, полученного на этапе 3), при этом температура составляет 1200°C, скорость нагрева - 23°C/мин, время карбонизации - 5 ч; затем естественное охлаждение, промывка древесного угля биомассы чистой водой в течение 12 минут и сушка для получения материала биомассы.4) under inert gas (helium) conditions, introducing gaseous ammonia at a rate of 3 ml/min for every 100 g of the total mass of biomass charcoal, carrying out high-temperature carbonization of the biomass charcoal obtained in step 3), wherein the temperature is 1200°C, the heating rate is 23°C/min, the carbonization time is 5 h; then natural cooling, washing the biomass charcoal with clean water for 12 minutes and drying to obtain biomass material.
Сравнительный пример 3Comparative example 3
Способ получения материала биомассы включает следующие этапы:The method for obtaining biomass material includes the following steps:
1) измельчение высушенной и обезвоженной скорлупы арахиса до частиц размером 2-3 см, помещение измельченной скорлупы арахиса в устройство для карбонизации, нагрев до температуры 350°C со скоростью 45°C/мин в условиях вентиляции, выдерживание скорлупы арахиса при этой температуре в течение 15 минут, промывка чистой водой в течение 12 минут и сушка для получения предварительно приготовленного карбида;1) crushing the dried and dehydrated peanut shells into 2-3 cm particles, placing the crushed peanut shells into a carbonization device, heating to 350°C at a rate of 45°C/min under ventilation, keeping the peanut shells at this temperature for 15 minutes, rinsing with clean water for 12 minutes and drying to obtain pre-prepared carbide;
2) добавление медного катализатора (халькопирита) в предварительно приготовленный карбид в массовом соотношении 90:1 и равномерное перемешивание для получения смешанного материала;2) adding copper catalyst (chalcopyrite) to the pre-prepared carbide in a weight ratio of 90:1 and uniformly mixing to obtain a mixed material;
3) в условиях инертного газа (гелия) введение водяного пара со скоростью 1,8 мл/мин на каждые 100 г общей массы древесного угля биомассы, проведение низкотемпературной карбонизации смешанного материала, полученного на этапе 2), при этом температура составляет 700°C, скорость нагрева - 8°C/мин, время карбонизации - 3 ч; затем естественное охлаждение до комнатной температуры и отделение от медно-железного катализатора для получения древесного угля биомассы;3) under inert gas (helium) conditions, introducing water vapor at a rate of 1.8 ml/min for every 100 g of the total mass of biomass charcoal, carrying out low-temperature carbonization of the mixed material obtained in step 2), wherein the temperature is 700°C, the heating rate is 8°C/min, the carbonization time is 3 h; then natural cooling to room temperature and separation from the copper-iron catalyst to obtain biomass charcoal;
4) в условиях инертного газа (гелия) введение газообразного аммиака со скоростью 3 мл/мин на каждые 100 г общей массы древесного угля биомассы, проведение высокотемпературной карбонизации древесного угля биомассы, полученного на этапе 3), при этом температура составляет 1200°C, скорость нагрева - 23°C/мин, время карбонизации - 5 ч; затем естественное охлаждение, промывка древесного угля биомассы чистой водой в течение 12 минут и сушка для получения материала биомассы.4) under inert gas (helium) conditions, introducing gaseous ammonia at a rate of 3 ml/min for every 100 g of the total mass of biomass charcoal, carrying out high-temperature carbonization of the biomass charcoal obtained in step 3), wherein the temperature is 1200°C, the heating rate is 23°C/min, the carbonization time is 5 h; then natural cooling, washing the biomass charcoal with clean water for 12 minutes and drying to obtain biomass material.
Сравнительный пример 4Comparative example 4
Способ получения материала биомассы включает следующие этапы:The method for obtaining biomass material includes the following steps:
1) измельчение высушенной и обезвоженной скорлупы арахиса до частиц размером 2-3 см, помещение измельченной скорлупы арахиса в устройство для карбонизации, нагрев до температуры 350°C со скоростью 45°C/мин в условиях вентиляции, выдерживание скорлупы арахиса при этой температуре в течение 15 минут, промывка чистой водой в течение 12 минут и сушка для получения предварительно приготовленного карбида;1) crushing the dried and dehydrated peanut shells into 2-3 cm particles, placing the crushed peanut shells into a carbonization device, heating to 350°C at a rate of 45°C/min under ventilation, keeping the peanut shells at this temperature for 15 minutes, rinsing with clean water for 12 minutes and drying to obtain pre-prepared carbide;
2) добавление медно-железного катализатора (массовое соотношение халькопирита и железной руды составляет 1:4) в предварительно приготовленный карбид в массовом соотношении 90:1 и равномерное перемешивание для получения смешанного материала;2) adding copper-iron catalyst (the mass ratio of chalcopyrite and iron ore is 1:4) to the pre-prepared carbide at a mass ratio of 90:1 and uniformly mixing to obtain a mixed material;
3) в условиях инертного газа (гелия) проведение высокотемпературной карбонизации смешанного материала, полученного на этапе 2), при этом температура составляет 700°C, скорость нагрева - 8°C/мин, время карбонизации - 3; и затем естественное охлаждение до комнатной температуры и отделение от медно-железного катализатора для получения древесного угля биомассы;3) under inert gas (helium) conditions, high-temperature carbonization of the mixed material obtained in step 2) is carried out, wherein the temperature is 700°C, the heating rate is 8°C/min, the carbonization time is 3; and then natural cooling to room temperature and separation from the copper-iron catalyst to obtain biomass charcoal;
4) в условиях инертного газа (гелия) введение газообразного аммиака со скоростью 3 мл/мин на каждые 100 г общей массы древесного угля биомассы, проведение высокотемпературной карбонизации древесного угля биомассы, полученного на этапе 3), при этом температура составляет 1200°C, скорость нагрева - 23°C/мин, время карбонизации - 5 ч; затем естественное охлаждение, промывка древесного угля биомассы чистой водой в течение 12 минут и сушка для получения материала биомассы.4) under inert gas (helium) conditions, introducing gaseous ammonia at a rate of 3 ml/min for every 100 g of the total mass of biomass charcoal, carrying out high-temperature carbonization of the biomass charcoal obtained in step 3), wherein the temperature is 1200°C, the heating rate is 23°C/min, the carbonization time is 5 h; then natural cooling, washing the biomass charcoal with clean water for 12 minutes and drying to obtain biomass material.
Сравнительный пример 5Comparative example 5
Способ получения материала биомассы включает следующие этапы:The method for obtaining biomass material includes the following steps:
1) измельчение высушенной и обезвоженной скорлупы арахиса до частиц размером 2-3 см, помещение измельченной скорлупы арахиса в устройство для карбонизации, нагрев до температуры 350°C со скоростью 45°C/мин в условиях вентиляции, выдерживание скорлупы арахиса при этой температуре в течение 15 минут, промывка чистой водой в течение 12 минут и сушка для получения предварительно приготовленного карбида;1) crushing the dried and dehydrated peanut shells into 2-3 cm particles, placing the crushed peanut shells into a carbonization device, heating to 350°C at a rate of 45°C/min under ventilation, keeping the peanut shells at this temperature for 15 minutes, rinsing with clean water for 12 minutes and drying to obtain pre-prepared carbide;
2) добавление медно-железного катализатора (массовое соотношение халькопирита и железной руды составляет 1: 4) в предварительно приготовленный карбид в массовом соотношении 90:1 и равномерное перемешивание для получения смешанного материала;2) adding copper-iron catalyst (the mass ratio of chalcopyrite and iron ore is 1:4) to the pre-prepared carbide at a mass ratio of 90:1 and uniformly mixing to obtain a mixed material;
3) в условиях инертного газа (гелия) введение водяного пара со скоростью 1,8 мл/мин на каждые 100 г общей массы древесного угля биомассы, проведение низкотемпературной карбонизации смешанного материала, полученного на этапе 2), при этом температура составляет 700°C, скорость нагрева - 8°C/мин, время карбонизации - 3 ч; затем естественное охлаждение до комнатной температуры и отделение от медно-железного катализатора для получения древесного угля биомассы;3) under inert gas (helium) conditions, introducing water vapor at a rate of 1.8 ml/min for every 100 g of the total mass of biomass charcoal, carrying out low-temperature carbonization of the mixed material obtained in step 2), wherein the temperature is 700°C, the heating rate is 8°C/min, the carbonization time is 3 h; then natural cooling to room temperature and separation from the copper-iron catalyst to obtain biomass charcoal;
4) в условиях инертного газа (гелия) проведение высокотемпературной карбонизации древесного угля биомассы, полученного на этапе 3), при этом температура составляет 1200°C, скорость нагрева - 23°C/мин, время карбонизации - 5 ч; и затем естественное охлаждение, промывка древесного угля биомассы чистой водой в течение 12 минут и сушка для получения материала биомассы.4) under inert gas (helium) conditions, high-temperature carbonization of the biomass charcoal obtained in step 3) is carried out, wherein the temperature is 1200°C, the heating rate is 23°C/min, the carbonization time is 5 h; and then natural cooling, washing the biomass charcoal with clean water for 12 minutes and drying to obtain biomass material.
Были измерены удельная площадь поверхности древесного угля биомассы, содержание серы и золы материала биомассы, полученного в вариантах осуществления 1-3 и сравнительных примерах 1-5, результаты приведены в табл. 1:The specific surface area of the biomass charcoal, the sulfur content and the ash content of the biomass material obtained in Embodiments 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 5 were measured, and the results are shown in Table 1:
Таблица 1: Уровни эффективности материалов из биомассыTable 1: Efficiency levels of biomass materials
Результаты показывают, что по сравнению с вариантом осуществления 1 в сравнительном примере 1 не добавляется медно-железный катализатор, уменьшается удельная поверхность древесного угля биомассы и увеличивается содержание золы, что указывает на снижение способности водяного пара активирующего агента на этапе низкотемпературной карбонизации способствовать улетучиванию органических молекул в порах предварительно приготовленного карбида. Аналогично, железная руда используется в качестве катализатора в сравнительном примере 2, а халькопирит используется в качестве катализатора в сравнительном примере 3, каталитическая эффективность железной руды не так хороша, как у халькопирита, и каталитическая эффективность халькопирита выше, чем у медно-железного катализатора, используемого в настоящем изобретении. Однако халькопирит содержит большое количество серы, что может увеличить содержание серы в конечном продукте. В ходе ортогонального эксперимента изобретателя было установлено, что при соотношение халькопирита и железной руды в пределах 1: 3-5, каталитическая эффективность и содержание серы достигают оптимального диапазона.The results show that, compared with Embodiment 1, in Comparative Example 1, the copper-iron catalyst is not added, the specific surface area of the biomass charcoal decreases, and the ash content increases, indicating a decrease in the ability of the water vapor of the activating agent in the low-temperature carbonization step to promote the volatilization of organic molecules in the pores of the pre-prepared carbide. Similarly, iron ore is used as a catalyst in Comparative Example 2, and chalcopyrite is used as a catalyst in Comparative Example 3, the catalytic efficiency of iron ore is not as good as that of chalcopyrite, and the catalytic efficiency of chalcopyrite is higher than that of the copper-iron catalyst used in the present invention. However, chalcopyrite contains a large amount of sulfur, which may increase the sulfur content of the final product. In the course of the orthogonal experiment of the inventor, it was found that when the ratio of chalcopyrite and iron ore is within 1:3-5, the catalytic efficiency and sulfur content reach the optimal range.
Водяной пар активирующего агента не вводится на этапе низкотемпературной карбонизации в сравнительном примере 4, органические молекулы в предварительно приготовленном карбиде трудно улетучиваются, что приводит к уменьшению удельной поверхности древесного угля биомассы и очевидному увеличению содержания золы. Причина увеличения содержания серы в сравнительном примере 4 заключается в том, что некоторые примеси золы в настоящем изобретении удаляются при окончательном промывании на этапе 4). Удельная поверхность древесного угля биомассы в сравнительном примере 4 уменьшается, что соответственно приводит к снижению эффективности очистки.The water vapor of the activating agent is not introduced in the low-temperature carbonization step in Comparative Example 4, the organic molecules in the pre-prepared carbide are difficult to volatilize, which leads to a decrease in the specific surface area of the biomass charcoal and an obvious increase in the ash content. The reason for the increase in the sulfur content in Comparative Example 4 is that some ash impurities in the present invention are removed by the final washing in Step 4). The specific surface area of the biomass charcoal in Comparative Example 4 decreases, which accordingly leads to a decrease in the purification efficiency.
В сравнительном примере 5 газообразный аммиак не вводится на этапе высокотемпературной карбонизации, так что древесный уголь биомассы не может быть десульфурирован, и содержание серы значительно выше, чем в других вариантах осуществлениях и сравнительных примерах.In Comparative Example 5, ammonia gas is not introduced into the high-temperature carbonization step, so that the biomass charcoal cannot be desulfurized, and the sulfur content is significantly higher than in the other embodiments and comparative examples.
Приведенное выше описание раскрытых вариантов осуществления позволяет специалистам в данной области реализовать или использовать настоящее изобретение. Различные модификации этих вариантов осуществления очевидны для специалистов в данной области. Общие принципы, определенные здесь, могут быть реализованы в других вариантах осуществления без отклонения от характера или объема настоящего изобретения. Следовательно, настоящее изобретение не может быть ограничено описанными здесь вариантами осуществления, но должно соответствовать самой широкой области применения, согласующейся с принципом и новыми признаками, раскрытыми здесь.The above description of the disclosed embodiments enables those skilled in the art to make or use the present invention. Various modifications to these embodiments will be apparent to those skilled in the art. The general principles defined herein may be embodied in other embodiments without departing from the spirit or scope of the present invention. Therefore, the present invention should not be limited to the embodiments described herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principle and novel features disclosed herein.
Claims (12)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310753775.5 | 2023-06-21 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2830164C1 true RU2830164C1 (en) | 2024-11-14 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2311227C1 (en) * | 2006-02-09 | 2007-11-27 | Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук | Method of production of the nanostructure carbonic material with the high specific surface and microporosity |
| CN105253888B (en) * | 2015-10-27 | 2017-12-22 | 昆明理工大学 | A kind of method for improving smelting industrial silicon biomass carbon reducing agent ratio resistance |
| CN110255559A (en) * | 2019-05-28 | 2019-09-20 | 安徽工程大学 | A kind of preparation method of activated carbon from activated sludge |
| RU2741550C2 (en) * | 2016-01-08 | 2021-01-26 | Вапо Ой | Method of producing low-ash activated charcoal |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2311227C1 (en) * | 2006-02-09 | 2007-11-27 | Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук | Method of production of the nanostructure carbonic material with the high specific surface and microporosity |
| CN105253888B (en) * | 2015-10-27 | 2017-12-22 | 昆明理工大学 | A kind of method for improving smelting industrial silicon biomass carbon reducing agent ratio resistance |
| RU2741550C2 (en) * | 2016-01-08 | 2021-01-26 | Вапо Ой | Method of producing low-ash activated charcoal |
| CN110255559A (en) * | 2019-05-28 | 2019-09-20 | 安徽工程大学 | A kind of preparation method of activated carbon from activated sludge |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112387269A (en) | Method for preparing biochar by co-pyrolysis of excess sludge and hazelnut shells and photocatalytic modification method of biochar | |
| CN112159063A (en) | Sludge pyrolysis safe resource utilization process | |
| CN111018309B (en) | Efficient sludge energy treatment method based on hydrothermal pretreatment | |
| CN105505414A (en) | Method for anaerobic thermal catalytic cracking of solid waste | |
| CN105731752A (en) | Method for preparing biochar by carrying out copyrolysis on excess sludge and hazelnut shell | |
| CN110339812A (en) | Modified biochar and its application in adsorption of VOCs | |
| CN101955181A (en) | Method for preparing active carbon by using carbon byproduct of fast pyrolysis of larchwood | |
| CN107324331A (en) | A kind of method that utilization agricultural shell discarded object prepares activated carbon from activated sludge | |
| CN109530423A (en) | Mixed biologic charcoal and preparation method thereof for heavy-metal contaminated soil reparation | |
| CN112456488A (en) | Hierarchical pore biochar and preparation method and application thereof | |
| CN113120898A (en) | Nitrogen-doped formed biochar and preparation method and application thereof | |
| CN110078074A (en) | A kind of preparation of high absorption property sludge base charcoal and activation method | |
| CN114890842A (en) | Environment-friendly slow-release phosphate fertilizer based on agricultural solid waste value-added utilization and preparation method thereof | |
| CN111269729A (en) | Method and system for preparing biochar by co-pyrolysis of sludge and waste tires | |
| CN108821283B (en) | Method for preparing activated carbon by using fir bark microwave-assisted hydrothermal method | |
| WO2024259841A1 (en) | Preparation method for and use of biomass material | |
| RU2830164C1 (en) | Method of producing and using biomass material | |
| CN110918058A (en) | A kind of biochar and preparation method thereof | |
| CN117660028A (en) | A method for preparing sludge-based biochar based on biological drying | |
| CN102643693A (en) | Process for producing biogas by utilizing methane-straw gas coproduction device | |
| CN215161178U (en) | A kind of activated coke adsorption coal pyrolysis wastewater and its resource utilization system | |
| CN110684580A (en) | Preparation method of composite high-energy biomass fuel rod | |
| CN115744902A (en) | High-performance sludge activated carbon and preparation method and application thereof | |
| CN112691640A (en) | Coprinus comatus mushroom dreg porous carbon adsorbent and preparation method and application thereof | |
| CN113481023B (en) | Method for preparing low-ash biomass semi-coke |