我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)作物秸稈少量的用于造紙，大量的秸稈在秋收后被焚燒在田間地頭，造成很大的環(huán)境問題，同時也是資源的極大浪費。將農(nóng)作物秸稈回收利用進(jìn)行碳化T藝研究，無論從目前乃至長遠(yuǎn)都有非常重要的意義。
有專利提到將秸稈粉碎后加粘結(jié)劑成型后進(jìn)行碳化工作，但燒制成的木炭，其物理性能不好，不耐燒，密實性較差，強度也不夠；也有專利提到將木材秸稈等農(nóng)作物原料混合后進(jìn)行碳化，該法生產(chǎn)的木炭物理性能，發(fā)熱量等指標(biāo)都比較優(yōu)異，但是要添加50%左右的木材，因此任然存在著一些缺點。本文開發(fā)了一種較為經(jīng)濟的方法，以秸稈為原料，進(jìn)行碳化，碳化后混合粘結(jié)劑以及高發(fā)熱量的末煤然后壓制成型，以改善物理性能及調(diào)節(jié)發(fā)熱量。
農(nóng)作物秸稈也可以經(jīng)過秸稈顆粒機、秸稈壓塊機壓制成生物質(zhì)顆粒燃料，如下圖所示，生物質(zhì)顆粒主要用來代替煤燃燒使用。
1、實驗部分1.1儀器與試劑
馬弗爐，水分測定儀，
亞硝酸鈉，六亞甲基四胺，高錳酸鉀，玉米淀粉
1.2實驗方法秸稈碳化過程一般是在高溫下部分燃燒或是在隔絕空氣的條件下干餾，本研究為了將來能夠?qū)⑻蓟^程產(chǎn)生的有機產(chǎn)物回收利用，碳化分兩個階段進(jìn)行，首先在較低溫度下脫除水分，然后再在碳化溫度下，分解碳化并回收碳化過程的有機物。碳化過程以馬弗爐加熱進(jìn)行研究。
1.2.1秸稈的脫水將秸稈粉碎后，置馬弗爐種，在不同的溫度和不同的停留時間條件下對秸稈進(jìn)行脫水，分析對比脫水前后秸稈的水分含量。
1.2.2秸稈碳化將脫水后的秸稈置馬弗爐中繼續(xù)升高溫度進(jìn)行加熱碳化，碳化后的產(chǎn)品進(jìn)行揮發(fā)份檢測，考察不同的溫度及停留時間對碳化過程的影響。
1.2.3成型以碳化后的秸稈作為原料與配料按一定進(jìn)行摻混壓制成型，對成品進(jìn)行揮發(fā)份，水分固定碳，燃燒熱等項目進(jìn)行檢測。
配料：高錳酸鉀，硝酸鉀，六胺，末煤
2、結(jié)果與討論
2.1脫水過程
(1)溫度的影響（加熱時間2h）
可以看出，加熱到200℃以上后，水分含量的變化不是很大，即大部分水分已被除去，剩余少量的水分不影響有機產(chǎn)物的會后，可以在后續(xù)階段脫除，因此選定200℃作為碳化第一階段操作溫度
(2)加熱時間的影響（溫度200℃）
從表2中數(shù)據(jù)看出，加熱時間達(dá)到2.5 h后，水分含量不再有明顯變化，因此選定2.5h作為脫水過程加熱時間。
綜合以上結(jié)果，第一階段脫水的條件為，隔絕空氣200℃加熱2.5h。
2.2碳化過程
碳化過程要在比較高的溫度下進(jìn)行秸稈中有機物的分解過程，是否碳化完全主要以揮發(fā)份、固定碳含量等指標(biāo)加以確定，本研究以揮發(fā)份為指標(biāo)進(jìn)行探索，主要考慮溫度及碳化時間的影響。
(1)溫度的影響（碳化時間5h）
碳化溫度至400℃以上揮發(fā)份的變化已經(jīng)很小，可以選定400℃作為碳化溫度。
(2)碳化時間的影響（碳化溫度400℃）
碳化時間在Sh以上已沒明顯變化，因此選定碳化時間5h。
綜上，碳化過程在400℃，5h是最佳操作條件。最后，在最佳脫水條件及最佳碳化條件下進(jìn)行碳化試驗所得產(chǎn)品進(jìn)行檢測各指標(biāo)（見表5）：
2.3成型
在成型機種壓制成型得到燃燒熱值為31.5 MJ固定碳為81%的成型木炭。
3、結(jié)論
本研究預(yù)期以碳化秸稈生產(chǎn)成型木炭，以解決小的木炭燒制作坊污染環(huán)境，大量消耗木材的問題，從研究結(jié)果來看，基本解決了以秸稈生產(chǎn)木炭的基本問題。通過對秸稈碳化過程的研究，得到了碳化各階段的溫度和加熱時間的影響。粉碎、摻混、成型后所得成型木炭具有燃燒熱值大，強度高，耐燒等特點，有推廣價值。
三門峽富通新能源主要生產(chǎn)銷售顆粒機、秸稈壓塊機等生物質(zhì)燃料成型機械設(shè)備。
