利用煙草廢棄物生產生物炭的處理工藝的制作方法
【專利說明】
[0001]技術領域:
本發明屬于煙草廢棄物回收再利用技術領域，具體涉及一種利用煙草廢棄物生產生物炭的處理工藝。
[0002]【背景技術】:
長期以來，我國煙農在煙葉種植生產過程中，煙田產生的低腳葉、煙花、煙叉，習慣丟棄在田間、地頭或河溝處，煙葉腐爛后的降解物質隨水流擴散，不僅浪費資源，污染煙田環境，而且容易滋生病蟲害傳播。隨著煙草行業近幾年對基本煙田衛生的關注和規劃化種植的要求，各地煙草公司在煙田周圍設置了廢物收集池或是焚燒爐，但是除了個別集中連片展示區外，絕大數煙區依然由煙農自行處理，隨地的丟棄廢棄物的現象還比較嚴重。同時，煙葉烘烤后，煙葉的葉片部位被用來卷煙，但是煙梗較硬，不適合卷煙，因此，大量的煙梗被當做廢棄物扔掉。
[0003]目前我國煙草在種植過程中大量的使用無機肥，導致煙田土壤板結、土壤養分失調、土壤微生物繁殖受到抑制，不能完全發揮肥效，最終導致種植出的煙葉質量較差，因此，為保證煙葉質量，繼續對煙田土壤進行改良。
[0004]目前，在土壤改良方面，生物炭具有不可替代的優勢，生物炭含碳量高、性質穩定，表面疏松多孔、比表面積大，施入土壤后能夠有效提高土壤碳氮比，增加土壤有機質含量。而生物炭大多有弄農田廢棄物生產而成，目前，用于生產生物炭的農田廢棄物主要是農作物秸桿、玉米芯、花生殼、谷殼等，對于煙草廢棄物用于生物炭生產還缺乏相關研究。煙草廢棄物的總氮含量高達10%，鉀、磷、鈣及有機質的含量均在1.5%左右，用煙草廢棄物生產成的生物炭來改良煙田土壤，對我國煙草種植行業來說將具有深遠意義。
[0005]
【發明內容】
:
綜上所述，為了克服現有技術問題的不足，本發明提供了一種利用煙草廢棄物生產生物炭的處理工藝，它是以煙草廢棄物為原料，經過水熱反應將煙草廢棄物轉變為生物炭，無需在缺氧或無氧環境下低溫裂解就可得到生物炭，且原材料利用率高，工藝操作簡單、能耗低、生產成本小。
[0006]為解決上述技術問題，本發明的技術方案是這樣實現的:
一種利用煙草廢棄物生產生物炭的處理工藝，其中:具體工藝步驟如下:
(1)將煙草廢棄物干燥，使其含水量降至15%以下；
(2)將干燥后的煙草廢棄物進行粉碎；
(3)將粉碎后的煙草廢棄物與水混合，然后導入水熱反應釜中進行水熱炭化反應；
(4)將水熱炭化反應后的混合物進行冷卻，之后送入固液分離器進行固液分離，分離后的固體物質即為生物炭；
(5)將生物炭干燥后儲存，至此完成生物炭的生產。
[0007]本發明的技術方案還可以是這樣實現的:所述的煙草廢棄物包括低腳煙葉、煙花、煙叉、煙草莖桿及煙梗中的一種或幾種。
[0008]本發明的技術方案還可以是這樣實現的:步驟(2)中粉碎后的煙草廢棄物的顆粒大小為3~6mm。
[0009]本發明的技術方案還可以是這樣實現的:步驟(3)中煙草廢棄物與水混合的比例為 Ikg:8L~lkg: I6L0
[0010]本發明的技術方案還可以是這樣實現的:步驟(3)中水熱炭化的時間為5~10小時。
[0011]本發明的技術方案還可以是這樣實現的:步驟(3)中水熱反應釜內的溫度為350 0C ?500 cC ο
[0012]本發明的技術方案還可以是這樣實現的:步驟(5)生物炭干燥后含水率低于10%。
[0013]本發明的有益效果為:
1、本發明是以煙草廢棄物為原料，經過水熱反應將煙草廢棄物轉變為生物炭，無需在缺氧或無氧環境下燃燒低溫裂解就可得到生物炭，且原材料利用率高，工藝操作簡單、能耗低、生產成本小。
[0014]2、本發明利用煙草廢棄物生產生物炭，由于煙草廢棄物中總氮含量高達10%，鉀、磷、鈣及有機質的含量均在1.5%左右，這就使煙草廢棄物生產出的生物炭除含碳元素外，還含有氮、磷、鉀、鈣等多種微量元素，從而更加有利于改良土壤，使土壤中的營養成分更加充足。
[0015]3、本發明工藝簡單、操作容易、成本低廉，與缺氧或無氧環境下燃燒低溫裂解生產生物炭相比，能夠有效的提高煙草廢棄物的利用率，生物炭產出率高，不排放煙氣、對環境無污染，節能減排。
【具體實施方式】
[0016]下面結合實施例對本發明作進一步的詳細說明。
[0017]實施例一
一種利用煙草廢棄物生產生物炭的處理工藝，具體工藝步驟如下:
(1)將低腳煙葉、煙花、煙叉等煙草種植生長過程中產生的廢棄物收集后自然風干，使其含水量降至15% ；
(2)將干燥后的煙草廢棄物進行粉碎；粉碎后的煙草廢棄物的顆粒大小為3mm
(3)將粉碎后的煙草廢棄物與水混合，煙草廢棄物與水混合比例為Ikg:8L，然后導入水熱反應爸中進行水熱炭化反應，水熱炭化反應溫度為300°C，水熱炭化時間為5小時；
(4)將水熱炭化反應后的混合物進行冷卻至常溫，之后送入固液分離器進行固液分離，分離后的固體物質即為生物炭；
(5)將生物炭干燥后儲存，干燥后生物炭含水率為10%，至此完成生物炭的生產。
[0018]實施例二
一種利用煙草廢棄物生產生物炭的處理工藝，具體工藝步驟如下:
(1)將煙葉采收后剩余的煙桿收集后，除去殘根并清洗泥土自然風干，使其含水量降至
10% ；
(2)將干燥后的煙桿通過秸桿粉碎機進行粉碎；粉碎后的煙桿的顆粒大小為6_
(3)將粉碎后的煙草廢棄物與水混合，煙草廢棄物與水混合比例為Ikg:16L，然后導入水熱反應爸中進行水熱炭化反應，水熱炭化反應溫度為500°C，水熱炭化時間為10小時； (4)將水熱炭化反應后的混合物進行冷卻至常溫，之后送入固液分離器進行固液分離，分離后的固體物質即為生物炭；
(5)將生物炭干燥后儲存，干燥后生物炭含水率為10%，至此完成生物炭的生產。
[0019]實施例三
一種利用煙草廢棄物生產生物炭的處理工藝，具體工藝步驟如下:
(1)將煙葉烘烤分離出煙絲后剩余的煙梗收集，由于煙梗經過烘烤，其本身含水量就低于 10% ；
(2)將收集的煙梗粉碎；粉碎后的煙桿的顆粒大小為4mm
(3)將粉碎后的煙草廢棄物與水混合，煙草廢棄物與水混合比例為Ikg:10L，然后導入水熱反應爸中進行水熱炭化反應，水熱炭化反應溫度為400°C，水熱炭化時間為8小時；
(4)將水熱炭化反應后的混合物進行冷卻至常溫，之后送入固液分離器進行固液分離，分離后的固體物質即為生物炭；
(5)將生物炭干燥后儲存，干燥后生物炭含水率為10%，至此完成生物炭的生產。
[0020]要說明的是，上述實施例是對本發明技術方案的說明而非限制，所屬技術領域普通技術人員的等同替換或者根據現有技術而做的其它修改，只要沒超出本發明技術方案的思路和范圍，均應包含在本發明所要求的權利范圍之內。
【主權項】
1.一種利用煙草廢棄物生產生物炭的處理工藝，其特征在于:具體工藝步驟如下: (1)將煙草廢棄物收集后干燥，使其含水量降至15%以下； (2)將干燥后的煙草廢棄物進行粉碎； (3)將粉碎后的煙草廢棄物與水混合，然后導入水熱反應釜中進行水熱炭化反應； (4)將水熱炭化反應后的混合物進行冷卻至常溫，之后送入固液分離器進行固液分離，分離后的固體物質即為生物炭； (5)將生物炭干燥后儲存，至此完成生物炭的生產。2.根據權利要求1所述的利用煙草廢棄物生產生物炭的處理工藝，其特征在于:所述的煙草廢棄物包括低腳煙葉、煙花、煙叉、煙草莖桿及煙梗中的一種或幾種。3.根據權利要求1所述的利用煙草廢棄物生產生物炭的處理工藝，其特征在于:步驟(2)中粉碎后的煙草廢棄物的顆粒大小為3~6mm。4.根據權利要求1所述的利用煙草廢棄物生產生物炭的處理工藝，其特征在于:步驟(3)中煙草廢棄物與水混合的比例為Ikg:8L~lkg:16L。5.根據權利要求1所述的利用煙草廢棄物生產生物炭的處理工藝，其特征在于:步驟(3)中水熱炭化的時間為5~10小時。6.根據權利要求1所述的利用煙草廢棄物生產生物炭的處理工藝，其特征在于:步驟(3)中水熱反應釜內的溫度為350°C ~500°C。7.根據權利要求1所述的利用煙草廢棄物生產生物炭的處理工藝，其特征在于:步驟(5)生物炭干燥后含水率低于10%。
【專利摘要】本發明涉及一種利用煙草廢棄物生產生物炭的處理工藝，它是提出一種煙草廢棄物生產生物炭的新方法，本發明是以煙草廢棄物為原料，經過水熱反應將煙草廢棄物轉變為生物炭，無需在缺氧或無氧環境下燃燒低溫裂解就可得到生物炭，與缺氧或無氧環境下燃燒低溫裂解生產生物炭相比，能夠有效的提高煙草廢棄物的利用率，生物炭產出率高，不排放煙氣、對環境無污染，節能減排。
【IPC分類】C05G3/04
【公開號】CN105175175
【申請號】
【發明人】王建安, 劉國順, 任天寶
【申請人】河南農業大學
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年7月14日