文档介绍：生物质炭的应用
生物质炭的应用
——昆明理工大学
生物质能源是由植物的光合作用固定于地球上的太阳能，最有可能成为21世纪主要的能源之一。据估计，植物每年贮存的能量大约为世界主要燃料消耗的10倍；而生物质能作为能源的利用量还不到时地面也非常潮湿，既不卫生也不利于存放物品。80年代中期以前，虽有用粘土烧制的红地砖，它有防潮作用，但由于其硬度差，容易磨损而逐渐不为人们所使用。利用农林生物质原料热解后的生物质炭可以制备一种过滤地面炭砖，这种地面炭砖能快速地将砖体表面的水分吸干而保持砖面干爽，同时砖体硬度不受所吸水分的影响，砖体所吸收的水分能很快地向下注入地下或向上挥发于空气中。
本技术所制备的过滤地面炭砖主要由水泥、生物质炭末、骨料和发泡剂组成，水泥为粘结剂，水泥可以用普通水泥、白水泥或其他颜色的水泥，可以只用一种水泥，也可以两种或几种水泥混合使用。骨料主要由微硅粉、砂、石粒、石粉、烧制的粘土砖碎块以及建筑垃圾等原料来充当，可以只用其中一种骨料，也可两种或数种骨料混合使用。其中生物质炭末为农林生物质原料（核桃壳、松子壳、辣椒秆、秸秆、烟秆、花生壳，咖啡壳、椰子壳、玉米芯、甘蔗渣、糠醛渣等）经热解（干馏）后剩余的生物质炭。发泡剂的作用是使炭砖在成型的过程中发酵并产生大量孔隙，孔隙的存在有利于对水分的吸收和过滤。
为便于砖体内水分向下注入地下，同时阻止地下的水分浸湿砖体，砖体下面可有支撑砖体的柱脚。
本技术所制备的过滤地面炭砖有如下优点：1，所用的植物炭性质稳定，具有很好的吸水性，可以收集、过滤雨水，其吸水后不影响自身的性能和硬度，且很快地将水分散发。混泥土砖体里面有分散的生物质炭末，且经过发泡剂发酵之后生物质炭末的孔隙大幅度提升，砖体的吸水性能良好，从而能够保持砖面干爽；
2，砖体吸入水分以后也不影响砖体的硬度，砖体所吸收的水分能够较快地向下注入地下或向上挥发于空气中；3，生物质炭主要由农林生物质原料（核桃壳、松子壳、辣椒秆、秸秆、烟秆、、花生壳，咖啡壳、椰子壳、玉米芯、甘蔗渣、糠醛渣等）热解（干馏）而得，充分利用了植物废料，变废为宝，而且热解过程中产生的气体可以用作生活燃气，实现了一举多得的有益效果；4，炭砖中所添加的微硅粉为工业硅生产企业难处理废料，炭砖的大规模生产和应用将有效地解决硅厂微硅粉堆放难处理的问题，变废为宝；5，该技术所制备的过滤地面炭砖可部分替代地面砖、瓷砖，节约自然资源。下面结合具体实施步骤和附图对本实用新型技术作进一步说明：
制备过滤炭砖的流程图如下所示：
图7过滤炭砖制备流程图
具体实施步骤：
⑴ 收取辣椒秆、烟杆、核桃壳、松子壳、椰子壳、玉米芯、甘蔗渣、糠醛渣、咖啡壳、花生壳等农林生物质原料；
⑵ 炭化：将粉碎后的生物质原料放入流化床中于400℃~900℃下热解制炭，将热解过程中产生的生物质气体进一步处理后用作燃气；
⑶ 配料：将生物质炭粉碎后与一定比例的水泥，发泡剂，水和骨混合均匀，水泥为粘
结剂，生物质炭末为吸水剂，发泡剂主要作用是使生物质炭末与其他配料在模具中成型过程中发酵产生大量孔隙，从而达到具有高渗透性和吸水性的目标。个组分配料比如表2所示。其中水泥可以用普通水泥、白水泥或其他颜色的水泥，可以只用一种水泥，也可以两种或几种水泥混合使用。骨料主要由微硅粉、砂、石粒、石粉、烧制的粘土砖碎块以及建筑垃圾等原料来充当，可以只用其中一种骨料，也可两种或数种骨料混合使用。
⑷ 将上述各组分混合并搅拌均匀，注入模具中挤压或振动压实成型，其中模具可以设计为不同形状，模具的内上层表面可以设计为花纹状，从而使炭砖上表面具有各种花纹或其他形状，以满足顾客的需求。注模之后静置，固化后脱模，养护，最后除去砖体朝上一面表皮的水泥浆层，磨的同时加水冲洗，去除水泥，即得成品。
表2 过滤炭砖各组分配料量（wt.%）
骨料
生物质炭末
发泡剂
水泥水分
50~60
15~20
1~5
10~15 5~10
如图8所示，砖体内含有分散的植物炭末，在模具中成型的过程中植物炭末与发泡剂反应产生发达的孔隙，从而使炭砖具有很强的吸水渗透性能。
图8 过滤炭砖剖视结构图
如图9和图10所示，炭砖下面设计了长条状和立柱状柱脚，该外形便于水分向下注入地下，同时阻止地下水分浸湿砖体。
图9 柱脚为长条状的实用新型结构示意图
图10 柱脚为立柱状的实用新型结构示意图
三、具有吸附功能的炭工艺品的制备
生物质炭工艺品是以生物质炭为材料经过相关技术和艺术加工而成的新型工艺品，它不但艺术形式多姿多彩、内容题材广泛、造型优美高雅，还保留了生物质炭的超强吸附能力，兼具净化性和美观性，主要有炭雕、