[0009] CN?201525825?U公開了一種生物質(zhì)加工裝置，該裝置解決了生物質(zhì)加工裝置綜合處理能力弱、原料適應(yīng)性強(qiáng)及經(jīng)濟(jì)性差的缺點(diǎn)，但該方法得到的生物質(zhì)炭碳含量低，改善土壤的效果差。 發(fā)明內(nèi)容 [0010] 針對上述問題，本發(fā)明提供一種生物質(zhì)炭及其制備方法，該方法操作簡便、流程清晰，能夠以較高的產(chǎn)量生產(chǎn)生物質(zhì)炭，該方法生產(chǎn)的生物質(zhì)炭孔隙率大，孔徑大，能夠有效地提高土壤的透氣性與保肥性，具有較高經(jīng)濟(jì)效益。 [0011] 為達(dá)到此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案： [0012] 第一方面，本發(fā)明提供了一種生物質(zhì)炭的制備方法，所述制備方法包括以下步驟： [0013] (1)對生物質(zhì)原料進(jìn)行初步炭化處理，得到初步炭化生物質(zhì)； [0014] (2)對步驟(1)得到的所述初步炭化生物質(zhì)進(jìn)行深度炭化處理，得到生物質(zhì)炭； [0015] 步驟(1)所述初步炭化處理為初步熱裂解，所述初步熱裂解的溫度為100-300℃； [0016] 步驟(2)所述深度炭化處理為深度熱裂解，所述深度熱裂解的溫度為350-600℃。 [0017] 其中，步驟(1)所述初步熱裂解與步驟(2)所述深度熱裂解均在無氧環(huán)境或低氧環(huán)境下進(jìn)行，所述低氧環(huán)境為氧氣濃度不超過18Vol％的環(huán)境，且氧氣濃度越低，熱裂解的效果越好。 [0018] 在低氧環(huán)境或無氧環(huán)境下對由高分子組成的生物質(zhì)進(jìn)行高溫加熱，通過熱化學(xué)反應(yīng)使高分子熱裂解為小分子化合物，在熱裂解過程中，熱量首先傳遞到生物質(zhì)表面，再由表面?zhèn)鬟f到物質(zhì)內(nèi)部。裂解過程由外至內(nèi)逐層進(jìn)行，初步熱裂解能夠蒸發(fā)生物質(zhì)中的水分，并能夠使生物質(zhì)熱量分布均勻，深度熱裂解時，初步炭化生物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行深度熱裂解，提高生物質(zhì)炭的孔隙率及孔徑，通過對初步熱裂解和深度熱裂解的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，能夠進(jìn)一步提高熱裂解的效果，提高了生物質(zhì)炭的孔隙率及孔徑，提高了炭化處理的效果。 [0019] 步驟(1)所述初步裂解的升溫速率為10-50℃/min，例如可以是10℃/min、15℃/min、20℃/min、25℃/min、30℃/min、35℃/min、40℃/min、45℃/min、50℃/min，優(yōu)選為20- 40℃/min。所述初步熱裂解的升溫速率較慢時，初步熱裂解所用的時間較長，不利于生物質(zhì)炭產(chǎn)量的提高；所述初步熱裂解的升溫速率較快時，初步熱裂解的時間雖短，但所得初步炭化的生物質(zhì)的孔隙結(jié)構(gòu)不理想，不利于提高產(chǎn)品質(zhì)量。因此本發(fā)明選用初步熱裂解的升溫速率為10-50℃/min，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)需要進(jìn)行合理地選擇。 [0020] 所述初步熱裂解的溫度為100-300℃，例如可以是100℃、150℃、200℃、250℃或 300℃，優(yōu)選為150-250℃。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)?shù)弥?，在本發(fā)明所選用的初步熱裂解的溫度范圍內(nèi)，生物質(zhì)內(nèi)的水分蒸發(fā)，生物質(zhì)內(nèi)存在的半纖維素分解得到氣相產(chǎn)物，初步炭化的生物質(zhì)初步形成孔隙結(jié)構(gòu)。 [0021] 優(yōu)選地，所述初步熱裂解的保溫時間為2-5min，例如可以是2min、3min、4min或 5min，優(yōu)選為2-3min。所述初步熱裂解的保溫時間較短時，初步熱裂解的熱量不能有效地從生物質(zhì)的外部傳遞到內(nèi)部，初步熱裂解的效果不佳，不利于后續(xù)深度裂解的進(jìn)行；所述初步熱裂解的保溫時間較長時，不利于生物質(zhì)炭產(chǎn)量的提高。因此本發(fā)明選用初步熱裂解的保溫時間為2-5min，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)需要進(jìn)行合理地選擇。 [0022] 優(yōu)選地，所述步驟(2)中深度熱裂解的升溫速率為10-60℃/min，例如可以是10℃/min、15℃/min、20℃/min、25℃/min、30℃/min、35℃/min、40℃/min、45℃/min、50℃/min、 55℃/min或60℃/min，優(yōu)選為15-50℃/min；所述深度熱裂解的升溫速率較慢時，深度熱裂解所用的時間較長，不利于生物質(zhì)炭產(chǎn)量的提高；所述深度熱裂解的升溫速率較快時，深度熱裂解的升溫時間雖短，但所得生物質(zhì)炭的孔隙結(jié)構(gòu)不理想，不利于提高產(chǎn)品質(zhì)量。因此本發(fā)明選用深度熱裂解的升溫速率為2-20℃/min，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)需要進(jìn)行合理地選擇。 [0023] 所述深度熱裂解的溫度為350-600℃，例如可以是350℃、360℃、370℃、380℃、390℃、400℃、410℃、420℃、430℃、440℃、450℃、460℃、470℃、480℃、490℃、500℃、510℃、 520℃、530℃、540℃、550℃、560℃、570℃、580℃、590℃或600℃，優(yōu)選為350-550℃。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)?shù)弥?，在本發(fā)明所選用的深度熱裂解的溫度范圍內(nèi)，生物質(zhì)內(nèi)部發(fā)生物理與化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生大量的分解物質(zhì)，并且在本發(fā)明所采用的溫度范圍內(nèi)，生物質(zhì)炭化時減少了內(nèi)部分解產(chǎn)生的揮發(fā)物質(zhì)，可以得到孔隙率高且孔徑大的生物質(zhì)炭。

16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)炭的制備方法，其特征在于，所述成品生物質(zhì)炭的產(chǎn)量為0.5-3t/h。 17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的生物質(zhì)炭的制備方法，其特征在于，所述成品生物質(zhì)炭的產(chǎn)量為1t/h。 18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)炭的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)之后還包括對未分解生物質(zhì)原料進(jìn)行回收再利用的步驟。 19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的生物質(zhì)炭的制備方法，其特征在于，所述回收再利用包括： 將未分解生物質(zhì)原料與所述生物質(zhì)原料混合后再進(jìn)行初步炭化處理和深度炭化處理。 20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)炭的制備方法，其特征在于，所述制備方法具體包括如下步驟： (I)粉碎處理生物質(zhì)原料，得到長度為0.1-0.4m，寬度不超過0.2m的粉碎生物質(zhì)原料； (II)初步熱裂解處理步驟(I)所得粉碎生物質(zhì)原料，得到初步炭化生物質(zhì)，所述初步熱裂解處理的升溫速率為10-50℃/min，初步熱裂解處理的溫度為100-300℃，初步熱裂解處理的保溫時間為2-5min； (III)深度熱裂解處理步驟(II)所述初步炭化生物質(zhì)，得到生物質(zhì)炭和未分解生物質(zhì)原料，所述深度熱裂解處理的升溫速率為10-60℃/min，深度熱裂解處理的溫度為350-600℃，深度熱裂解處理的保溫時間為3-7min； (IV)步驟(III)得到的未分解生物質(zhì)原料與步驟(I)所得粉碎生物質(zhì)原料混合后返回步驟(II)，依次進(jìn)行所述步驟(II)與所述步驟(III)； (V)以0.5-2t/h的速度研磨造粒處理步驟(III)所得生物質(zhì)炭，得到粒徑為20-100目，含水量為8-20wt％的成品生物質(zhì)炭。 21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)炭的制備方法，其特征在于，所述生物質(zhì)原料包括木材、竹材、水稻秸稈、玉米秸稈、煙草秸稈、高粱秸稈或藜麥秸稈中的任意一種或至少兩種的組合。 22.一種如權(quán)利要求1-21任一項(xiàng)所述的制備方法制備得到的成品生物質(zhì)炭。 23.一種如權(quán)利要求22所述的成品生物質(zhì)炭用于改善土壤理化性質(zhì)的用途。