本发明属于秸秆材料加工
技术领域：
技术领域：
，具体涉及一种柳编废旧枝条的再利用方法。
背景技术：
：阜南县，隶属于安徽省阜阳市，属内陆开发较早地区，位于安徽省西北部，淮河上中游结合部北岸。阜南县素有“名优特产县”、“天然资源库”之称，是全国粮食生产大县、中国柳编之乡、全国唯一的农业（林业）循环经济示范试点县，阜南是全国柳编之乡，柳编制品远销国外。柳编制品是目前人们生活中常见的容器、工艺品等，但其与多数商品一样均具有一定的使用寿命，在结构被破坏后其使用功能损害或丧失，最终被人们丢弃。多数柳编制品由杞柳枝条、农作物秸秆等编织而成，虽然于自然条件下可被降解，但所需时间较长，人们通常进行焚烧销毁，而此举会对环境带来较大的破坏，同时也会造成原料的浪费。生物碳不仅可以大幅提高土壤肥力，在贫瘠的土壤上培育出肥沃的高碳库土壤，最直接的效应就是明显提高农作物产量和品质，还可以间接地减少化肥、农药等化学品的施用量。最关键是把碳有效地吸附固化在生物碳中间，减少了温室气体的排放，以及对石油制品的依赖。现已有利用枝条、秸秆等原料进行碳化加工制备生物碳的方法，但多数的碳化率不高，通常不超过80%，且制得的生物碳存在比表面积、空隙率等参数性能较差，品质不均等问题，限制了枝条、秸秆等的再利用。技术实现要素：本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种柳编废旧枝条的再利用方法，有效提升了柳编材料的再利用率，对环境的改善具有很好促进意义。本发明是通过以下技术方案实现的：一种柳编废旧枝条的再利用方法，包括如下步骤：（1）枝条预处理：a.将柳编回收或编织收集的废旧枝条按规格分类码放好，然后用清水反复冲洗，去除其表面的砂子、泥污等杂质后备用；b.将操作a处理后的废旧枝条放入压力机中，用外力挤压去除废旧枝条内部的水分，并对其进行外形矫正处理后，再将废旧枝条取出备用；（2）表面涂层去除处理：将步骤（1）处理后的废旧枝条放入涂层去除液中，加热保持涂层去除液的温度为33~37℃，然后保温浸泡处理15~20min后取出，再用去离子水高压冲洗废旧枝条的表面，最后沥干表面水分后备用，所述的涂层去除液中各物质成分及对应含量为：二乙二醇丁醚200~260g/l、乙酸乙酯80~150g/l、二甲苯10~30g/l、十二烷基苯磺酸钠10~20g/l、三氯代醋酸10~25g/l，余量为水；（3）高温高压处理：将步骤（2）处理后的废旧枝条放入密封罐内，向密封罐内通入磷酸水溶液蒸汽，同时将密封罐内的压力增至2.5~3.0mpa，对废旧枝条进行保温保压处理45~60min后，再将密封罐降至常温常压，然后将废旧枝条取出备用；（4）酸碱溶液处理：将步骤（3）处理后的废旧枝条先放于质量分数为3~5%的柠檬酸溶液中浸泡处理15~30min，完成后再将其取出放入质量分数为4~6%的氢氧化钠溶液中浸泡处理25~35min，最后再将其取出用清水冲洗干净备用；（5）改性处理：将步骤（4）处理后的废旧枝条浸入到混合糖水溶液中，浸泡处理30~40min后将废旧枝条取出备用，所述的混合糖水溶液中各物质及对应重量百分数为：葡萄糖4~6%、木糖1~3%、大豆低聚糖0.5~2%，余量为水；（6）碳化处理：用湿泥将步骤（5）处理后的废旧枝条进行包裹隔绝空气处理，然后将其投放到碳化炉中，加热保持碳化炉内的温度为400~600℃，热解碳化处理1~1.5h后将其取出，得成品碳化枝条。进一步的，步骤（2）中所述将废旧枝条放入涂层去除液中浸泡处理时，不断的对废旧枝条进行翻动处理。进一步的，步骤（3）中所述的磷酸水溶液中磷酸的质量分数为5~7%。进一步的，步骤（3）中所述的在对密封罐降至常温常压处理时，控制处理所需的时长为8~15min。进一步的，步骤（5）中所述的浸泡处理时，期间还对废旧枝条施加频率为22~25khz的超声波处理。进一步的，步骤（6）中所述的碳化处理时保持碳化炉内的压力为0.4~0.6mpa。杞柳枝条通常在编织后会在其表面涂覆一层漆料，以增强其抗菌耐腐性能，提升其使用寿命。本发明主要是针对柳编处理过程中产生的或废弃柳编制品回收的枝条进行再利用，现在虽然对于木质性枝条碳化处理的工艺较为多样，但多存在碳化率低，对原材料利用率不高，加工出的生物碳质量差的问题，本发明为了改善此问题通过大量的实践总结，发现碳化率等与枝条等原材料组织结构的改善、内部物质含量的比例、碳化工艺参数的控制等息息相关，基于此对现有的加工工艺进行了合理的调整和改善，其中本发明先对枝条进行了预处理，去除表面杂质等利于后续操作，并对枝条进行了增压整形处理，便于成品碳化枝条的运输和利用，之后进行了表面涂层去除处理，通过此操作有效消除了枝条表面的漆料等化学涂料涂层，为后续的碳化处理的有效进行提供了保障，之后又对枝条进行了高温高压蒸汽处理，其中利用高温高压的蒸汽爆破效果，有效的松散了枝条整体的纤维结构，改善了其长期使用干缩后较为致密，不利于后期碳化处理的问题，同时又促进了纤维素、木质素等的分离活化，增加了植物纤维间的空隙，很好的增强了后期碳化率和碳化品质，其中使用的蒸汽是磷酸水溶液蒸汽，磷酸溶液能促进后期枝条的碳化速率和效果，同时借助高温高压蒸汽处理操作能更便于磷酸在枝条内的分散和枝条对磷酸的吸收，进而增强了磷酸的作用效果和利用率，改善了后期碳化的质量，接着又对枝条进行了改性处理，将枝条放入混合糖水溶液内进行浸泡，其中混合糖水溶液含有葡萄糖、木糖、大豆低聚糖成分，此几种糖类成分的添加可在后期的碳化处理过程中有效的与枝条中的芳烃结构木质纤维素结合生成生物质炭材料，进而提升了枝条材料的利用率和碳化率，期间施加的超声波处理能提升枝条对于有效成分的吸附吸收，最后碳化处理时提升内部的压力更利于碳化进程的完全。本发明相比现有技术具有以下优点：本发明针对柳编废旧枝条材料进行了针对性的处理，通过对枝条表面、内部组织结构的改变、内部物质含量及比例的调整、碳化处理工艺参数的控制等，有效增强了对枝条整体的碳化率，提升了碳化的质量，最终可使得枝条的碳化率达99.5%以上，制得的生物碳的比表面积不小于3500m2/克，可比现有技术提高20%以上，且其制得的生物碳内微孔比例在96.5%以上，表现出极强的吸附特性，使用价值很高。具体实施方式实施例1一种柳编废旧枝条的再利用方法，包括如下步骤：（1）枝条预处理：a.将柳编回收或编织收集的废旧枝条按规格分类码放好，然后用清水反复冲洗，去除其表面的砂子、泥污等杂质后备用；b.将操作a处理后的废旧枝条放入压力机中，用外力挤压去除废旧枝条内部的水分，并对其进行外形矫正处理后，再将废旧枝条取出备用；（2）表面涂层去除处理：将步骤（1）处理后的废旧枝条放入涂层去除液中，加热保持涂层去除液的温度为33~34℃，然后保温浸泡处理15min后取出，再用去离子水高压冲洗废旧枝条的表面，最后沥干表面水分后备用，所述的涂层去除液中各物质成分及对应含量为：二乙二醇丁醚200g/l、乙酸乙酯80g/l、二甲苯10g/l、十二烷基苯磺酸钠10g/l、三氯代醋酸10g/l，余量为水；（3）高温高压处理：将步骤（2）处理后的废旧枝条放入密封罐内，向密封罐内通入磷酸水溶液蒸汽，同时将密封罐内的压力增至2.5mpa，对废旧枝条进行保温保压处理45min后，再将密封罐降至常温常压，然后将废旧枝条取出备用；（4）酸碱溶液处理：将步骤（3）处理后的废旧枝条先放于质量分数为3%的柠檬酸溶液中浸泡处理15min，完成后再将其取出放入质量分数为4%的氢氧化钠溶液中浸泡处理25min，最后再将其取出用清水冲洗干净备用；（5）改性处理：将步骤（4）处理后的废旧枝条浸入到混合糖水溶液中，浸泡处理30min后将废旧枝条取出备用，所述的混合糖水溶液中各物质及对应重量百分数为：葡萄糖4%、木糖1%、大豆低聚糖0.5%，余量为水；（6）碳化处理：用湿泥将步骤（5）处理后的废旧枝条进行包裹隔绝空气处理，然后将其投放到碳化炉中，加热保持碳化炉内的温度为400~600℃，热解碳化处理1h后将其取出，得成品碳化枝条。进一步的，步骤（2）中所述将废旧枝条放入涂层去除液中浸泡处理时，不断的对废旧枝条进行翻动处理。进一步的，步骤（3）中所述的磷酸水溶液中磷酸的质量分数为5%。进一步的，步骤（3）中所述的在对密封罐降至常温常压处理时，控制处理所需的时长为8~10min。进一步的，步骤（5）中所述的浸泡处理时，期间还对废旧枝条施加频率为22khz的超声波处理。进一步的，步骤（6）中所述的碳化处理时保持碳化炉内的压力为0.4mpa。实施例2一种柳编废旧枝条的再利用方法，包括如下步骤：（1）枝条预处理：a.将柳编回收或编织收集的废旧枝条按规格分类码放好，然后用清水反复冲洗，去除其表面的砂子、泥污等杂质后备用；b.将操作a处理后的废旧枝条放入压力机中，用外力挤压去除废旧枝条内部的水分，并对其进行外形矫正处理后，再将废旧枝条取出备用；（2）表面涂层去除处理：将步骤（1）处理后的废旧枝条放入涂层去除液中，加热保持涂层去除液的温度为34~35℃，然后保温浸泡处理18min后取出，再用去离子水高压冲洗废旧枝条的表面，最后沥干表面水分后备用，所述的涂层去除液中各物质成分及对应含量为：二乙二醇丁醚230g/l、乙酸乙酯100g/l、二甲苯20g/l、十二烷基苯磺酸钠15g/l、三氯代醋酸20g/l，余量为水；（3）高温高压处理：将步骤（2）处理后的废旧枝条放入密封罐内，向密封罐内通入磷酸水溶液蒸汽，同时将密封罐内的压力增至2.8mpa，对废旧枝条进行保温保压处理50min后，再将密封罐降至常温常压，然后将废旧枝条取出备用；（4）酸碱溶液处理：将步骤（3）处理后的废旧枝条先放于质量分数为4%的柠檬酸溶液中浸泡处理25min，完成后再将其取出放入质量分数为5%的氢氧化钠溶液中浸泡处理30min，最后再将其取出用清水冲洗干净备用；（5）改性处理：将步骤（4）处理后的废旧枝条浸入到混合糖水溶液中，浸泡处理35min后将废旧枝条取出备用，所述的混合糖水溶液中各物质及对应重量百分数为：葡萄糖5%、木糖2%、大豆低聚糖1.5%，余量为水；（6）碳化处理：用湿泥将步骤（5）处理后的废旧枝条进行包裹隔绝空气处理，然后将其投放到碳化炉中，加热保持碳化炉内的温度为400~600℃，热解碳化处理1.2h后将其取出，得成品碳化枝条。进一步的，步骤（2）中所述将废旧枝条放入涂层去除液中浸泡处理时，不断的对废旧枝条进行翻动处理。进一步的，步骤（3）中所述的磷酸水溶液中磷酸的质量分数为6%。进一步的，步骤（3）中所述的在对密封罐降至常温常压处理时，控制处理所需的时长为10min。进一步的，步骤（5）中所述的浸泡处理时，期间还对废旧枝条施加频率为24khz的超声波处理。进一步的，步骤（6）中所述的碳化处理时保持碳化炉内的压力为0.5mpa。实施例3一种柳编废旧枝条的再利用方法，包括如下步骤：（1）枝条预处理：a.将柳编回收或编织收集的废旧枝条按规格分类码放好，然后用清水反复冲洗，去除其表面的砂子、泥污等杂质后备用；b.将操作a处理后的废旧枝条放入压力机中，用外力挤压去除废旧枝条内部的水分，并对其进行外形矫正处理后，再将废旧枝条取出备用；（2）表面涂层去除处理：将步骤（1）处理后的废旧枝条放入涂层去除液中，加热保持涂层去除液的温度为36~37℃，然后保温浸泡处理20min后取出，再用去离子水高压冲洗废旧枝条的表面，最后沥干表面水分后备用，所述的涂层去除液中各物质成分及对应含量为：二乙二醇丁醚260g/l、乙酸乙酯150g/l、二甲苯30g/l、十二烷基苯磺酸钠20g/l、三氯代醋酸25g/l，余量为水；（3）高温高压处理：将步骤（2）处理后的废旧枝条放入密封罐内，向密封罐内通入磷酸水溶液蒸汽，同时将密封罐内的压力增至3.0mpa，对废旧枝条进行保温保压处理60min后，再将密封罐降至常温常压，然后将废旧枝条取出备用；（4）酸碱溶液处理：将步骤（3）处理后的废旧枝条先放于质量分数为5%的柠檬酸溶液中浸泡处理30min，完成后再将其取出放入质量分数为6%的氢氧化钠溶液中浸泡处理35min，最后再将其取出用清水冲洗干净备用；（5）改性处理：将步骤（4）处理后的废旧枝条浸入到混合糖水溶液中，浸泡处理40min后将废旧枝条取出备用，所述的混合糖水溶液中各物质及对应重量百分数为：葡萄糖6%、木糖3%、大豆低聚糖2%，余量为水；（6）碳化处理：用湿泥将步骤（5）处理后的废旧枝条进行包裹隔绝空气处理，然后将其投放到碳化炉中，加热保持碳化炉内的温度为400~600℃，热解碳化处理1.5h后将其取出，得成品碳化枝条。进一步的，步骤（2）中所述将废旧枝条放入涂层去除液中浸泡处理时，不断的对废旧枝条进行翻动处理。进一步的，步骤（3）中所述的磷酸水溶液中磷酸的质量分数为7%。进一步的，步骤（3）中所述的在对密封罐降至常温常压处理时，控制处理所需的时长为15min。进一步的，步骤（5）中所述的浸泡处理时，期间还对废旧枝条施加频率为25khz的超声波处理。进一步的，步骤（6）中所述的碳化处理时保持碳化炉内的压力为0.6mpa。对比实施例1本对比实施例1与实施例2相比，改变原来步骤（3）高温高压处理的方法，具体是不对其进行高温高压蒸汽处理，而是在常温条件下将枝条浸泡在质量分数为6%的磷酸水溶液中，除此外的方法步骤均相同。对比实施例2本对比实施例2与实施例2相比，省去步骤（5）改性处理，除此外的方法步骤均相同。对比实施例3本对比实施例3与实施例2相比，改变原来步骤（5）改性处理的方法，具体是在碳化处理时不进行增压处理，除此外的方法步骤均相同。对照组现有常规的枝条碳化处理方法。为了对比本发明效果，选用同一批次回收的柳编制品的杞柳枝条（表面已做水性漆涂覆处理）作为实验对象，将其随机分为五组，分别用上述实施例2、对比实施例1、对比实施例2、对比实施例3、对照组所述的方法进行加工处理，并对加工制成的生物碳进行品质测试，具体对比数据如下表1所示：表1杞柳枝条碳化率（%）生物碳平均比表面积（m2/克）生物碳中微孔比例（%）实施例299.7365097.1对比实施例186.1250085.7对比实施例294.5340093.6对比实施例392.6326091.8对照组80.2220081.3由上表1可以看出，本发明较现有碳化处理方法的碳化率、碳化质量均有很好的提升，制得的生物碳吸附性、使用性能更佳，有效提升了加工的经济效益，具有很好的进步意义。当前第1页12