专利名称：一种高能生物质和生物碳的制备及利用工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种高能生物质和生物碳的制备及利用工艺，尤其是一种可进行 混燃进行零碳排放发电的工艺。
背景技术：
利用生物质发电近年已被广泛应用，传统的生物质发电主要应用农作物秸秆等生 物质直接进行发电。此类生物质发电目前普遍存在生物质收集困难、成本高、热值低、发电 效益低等问题，严重限制生物质发电这个低碳排放的新能源产业。同时，生物质直接发电在 技术上除生物质燃值低、发电效益差之外，大多数用于发电的秸秆等整合度和灰熔点低，在 高温下会严重影响锅炉内燃烧效率，不但造成很大的热损失，而且需要特殊的设备支持。本 发明的高能生物质和生物碳混燃发电能有效地解决上述传统生物质发电的技术及成本问 题，同时通过高能生物质和生物碳的制作过程能达到能量及碳的合理循环达到真正意义上 的零碳排放。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种高能生物质处理技术和 一种产生高燃值生物碳的工艺进行直接混燃或和低碳值能源，如低能煤混燃发电的高能生 物质和生物碳的制备及利用工艺。本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，它包括但不限于芒草类植物、 Switchgrass等C4植物的高能生物质植物，将所述的高能生物质植物收割、干燥后进行以 下处理一是高能生物质植物的高碳水化合物部分用微生物发酵工艺生产乙醇或丁醇生物 燃料；二是将高能生物质植物的高燃值部分经干燥、挤压后生产生物燃块；三是将高能生 物质植物的其他部分经粉碎干燥后生产生物碳。所述的生物碳的生产是将高能生物质植物的其他部分经粉碎干燥后送入小型无 烟碳化器或大型的生物炼碳设备在400-800°C下碳化；所述的无烟碳化器由控温碳化室、 生物碳收集室、可燃气体收集室组成，且每吨生物质每小时能产生250-300千克生物碳及 500-700千克的可燃气体。所述的生物燃块、生物碳的燃烧值高达3-3. 7X IO7J/克，相当于优质煤的燃烧值， 直接用作传统发电；所述高燃值的生物燃料和低燃值煤混燃后用作发电；或直接用作机器 燃料，所述发电后的有机废物可制成有机肥或土壤改良剂用于高能植物种植。本发明不但能解决传统生物质(秸秆)发电的瓶颈，也能合理利用发电原料，降低 成本，优化能量和碳的合理循环，达到真正意义上的零碳排放发电。
图1是本发明的工艺流程示意图。
具体实施例方式下面将结合附图及实施例对本发明作详细的介绍本发明主要包括但不限于芒草 类植物、Switchgrass等C4植物的高能生物质植物，将所述的高能生物质植物收割、干燥后 进行以下处理一是高能生物质植物的高碳水化合物部分用微生物发酵工艺生产乙醇或丁 醇生物燃料；二是将高能生物质植物的高燃值部分经干燥、挤压后生产生物燃块；三是将 高能生物质植物的其他部分经粉碎干燥后生产生物碳。所述的生物碳的生产是将高能生物质植物的其他部分经粉碎干燥后送入小型无 烟碳化器或大型的生物炼碳设备在400-800°C下碳化；所述的无烟碳化器由控温碳化室、 生物碳收集室、可燃气体收集室组成，且每吨生物质能产生250-300千克生物碳及500-700 千克的可燃气体。
生物燃块、生物碳的燃烧值高达3-3. 7X IO7J/克，相当于优质煤的燃烧值，直接用 于传统发电；所述高燃值的生物燃料和低燃值煤混燃后用作发电；或直接用作机器燃料， 所述发电后的有机废物可制成有机肥或土壤改良剂用作高能植物种植。附图所示，本发明包括以下步骤A高能生物质植物的选择和处理。本发明的高能生物质植物包括但不限于芒草类 植物、Switchgrass等C4植物。此类高能植物具有单位生物量高、生物质能量高并能综合 利用、种植适应性广等优点。此类高能植物经选育、种植、收割、干燥后进行以下处理①高碳 水化合物部分用微生物发酵技术制造生物能源，例如乙醇或丁醇(Butanol)等进入发电程 序，进行清洁能源应用；②高燃值部分经干燥、挤压后生产生物燃块(生物煤)；③其他部分 经粉碎干燥后生产生物碳。B生物碳的生产上述A中经处理的生物质进入特别的无烟碳化器(小型)或大 型的生物炼碳设备在400-700°C下碳化，无烟碳化器由控温碳化室、生物碳收集室、可燃气 体收集室组成。每吨生物质能产生250-300千克生物碳及500-700千克的可燃气体。C生物燃块、生物碳及生物燃料的混燃发电及其他应用。生物燃块、生物碳的燃烧 值高达3-3. 7 X IO7J/克，相当于优质煤的燃烧值，可直接用于传统发电。生物燃块和生物碳 CO2排放量只有煤的1/5，并不含S及其他酸碱物质，不但能保护环境，同时能减少对设备的 腐蚀。此高燃值生物燃料也可以和低燃值煤混燃发电以充分利用煤炭资源，提高经济效 益。高能生物质也能高效地产生生物乙醇及丁醇(Butanol)，直接用于发电，及用作燃料。 发电后的有机废物可制成有机肥或土壤改良剂用于高能植物种植，以提高产量、改良土壤、 固碳于土壤、形成负碳排放。实施例按每亩芒草能生产2吨高能干物质计算比较其他作物玉米杆0. 6吨，甘蔗:1· 5吨，Swithgrass :1· 1吨每亩芒草中高碳水化合物部分能生产燃料乙醇51升其他植物如玉米杆只能生产11升，甘蔗34升，Swithgrass25升以10万亩为例能产生高能生物质20万吨，产生生物碳6万吨，产生总能量相当于12万吨高能 煤，用于发电可供24万人使用。
权利要求
一种高能生物质和生物碳的制备及利用工艺，其特征在于它包括但不限于芒草类植物、Switchgrass等C4植物的高能生物质植物，将所述的高能生物质植物收割、干燥后进行以下处理一是高能生物质植物的高碳水化合物部分用微生物发酵工艺生产乙醇或丁醇生物燃料；二是将高能生物质植物的高燃值部分经干燥、挤压后生产生物燃块；三是将高能生物质植物的其他部分经粉碎干燥后生产生物碳。
2.根据权利要求1所述的高能生物质和生物碳的制备及利用工艺，其特征在于所述的 生物碳的生产是将高能生物质植物的其他部分经粉碎干燥后送入小型无烟碳化器或大型 的生物炼碳设备在400-700°C下碳化；所述的无烟碳化器由控温碳化室、生物碳收集室、可 燃气体收集室组成，且每吨生物质每小时能产生250-300千克生物碳及500-700千克的可 燃气体。
3.根据权利要求1所述的高能生物质和生物碳的制备及利用工艺，其特征在于生物燃 块、生物碳的燃烧值高达3-3. 7X IO7J/克，相当于优质煤的燃烧值，直接用作传统发电；所 述高燃值的生物燃料和低燃值煤混燃后用作发电；或直接用作机器燃料，所述发电后的有 机废物可制成有机肥或土壤改良剂用于高能植物种植。
全文摘要
一种高能生物质和生物碳的制备及利用工艺，它包括一种但不限于芒草类植物、Switchgrass等C4植物的高能生物质植物，将所述的高能生物质植物栽培成熟，经收割、干燥后进行以下处理一是高能生物质植物的高碳水化合物部分用微生物发酵工艺生产乙醇或丁醇生物燃料；二是将高能生物质植物的高燃值部分经干燥、挤压后生产生物燃块；三是将高能生物质植物的其他部分经粉碎干燥后生产生物碳；它不但能解决传统生物质发电的瓶颈，也能合理利用发电原料，降低成本，优化能量和碳的合理循环，达到真正意义上的零碳排放发电。
文档编号C12P7/06GK101824349SQ201010161390
公开日2010年9月8日 申请日期2010年4月28日 优先权日2010年4月28日
发明者杨宗鑫, 陈宇光 申请人:杭州鑫伟低碳技术研发有限公司