一种将农村秸秆热解气化后炭化还田的生态产业化方法与流程

本发明属于生态产业领域，具体涉及一种将农村秸秆热解气化后炭化还田的生态产业化方法。

背景技术：

1、生物炭(biochar)，(又称生物质炭、生物黑炭等)是生物质材料在厌氧高温条件下热裂解产生的高度芳香化的富碳物质，其独特物理理和化学性质使其在土壤、环境和生态等领域具有广泛应用价值。生物炭技术所能发挥的支撑性作用使其成为土壤和农业可持续管理的重要途径，也因此吸引了全世界的目光。

2、土壤污染物包括重金属、杀虫剂和塑料。作者指出，受污染的土壤可能会通过增加血管中的氧化应激(含有更多“坏”自由基和更少“好”抗氧化剂)、引起炎症和扰乱生物钟(昼夜节律)而导致心血管疾病。

3、生物质炭对土壤中重金属cd的钝化机制主要包括提高土壤ph和对cd的固持作用。生物质炭进入土壤后可增加土壤ph，从而会影响土壤中重金属的水解平衡。当土壤中的重金属离子以金属氢氧化物、碳酸盐或磷酸盐的沉淀形式存在，即降低了其在土壤中的移动性；生物质炭的表面官能团在土壤中与重金属离子结合，形成的金属配合物会固持与特定配位体有较强亲和力的重金属。

4、生物质炭进入重金属污染的土壤后，土壤改良重金属吸附增产增肥有很显著效果，主要通过调节土壤理化性质以及与重金属发生静电、沉淀、络合等作用，促进土壤中重金属失活。最终，生物质炭的添加降低了重金属在土壤中的生物有效性和可迁移性，阻控了重金属由土壤向蔬菜的可食部分运移富集，降低了蔬菜产品中的重金属含量，减弱了重金属污染的危害。

5、生物质炭的添加增强土壤通透性，提高作物根系活力，促进光合作用；锁住土壤中的营养成分，增强作物抗逆性，减少作物病虫害。

6、土壤中的碳储量是大气的两到三倍。这意味着土壤储碳的微小变化，无论是改善还是恶化，都会对大气中的碳产生巨大影响。从长远来看，增加或保持土壤有机碳有两个好处--除了有助于缓解气候变化，它还改善了土壤健康和肥力。

7、将农村秸秆热解气化后炭化还田的生态产业化、产业生态化和信息化的方法可以按照生态环境导向的开发模式(eco-environment-oriented development，简称eod模式)，以生态保护和环境治理为基础，以特色产业运营为支撑，以区域综合开发为载体，采取产业链延伸、联合经营、组合开发等方式，推动公益性较强、收益性差的生态环境治理项目与收益较好的关联产业有效融合，统筹推进，一体化实施，将生态环境治理带来的经济价值内部化的原则，也可以采用bot、ppp、生态资产权益抵押+项目贷、项目股权融资、风险投资等其他融资方式。

技术实现思路

1、本发明一种将农村秸秆热解气化后炭化还田的生态产业化、产业生态化和信息化的方法旨在高效解决现存问题，为高质量的现代生态农业能够持续发展做出贡献。

2、实现本发明目的而采用的技术方案为：一种将农村秸秆热解气化后炭化还田的生态产业化方法，其特征在于：包括种植户端、企业端和政府端；

3、所述种植户端，向企业提供农作物秸秆，完成工商登记、在炭基农产品销售平台交易炭基农产品；

4、所述企业端，提供生物炭，协助种植户改良土壤环境，向炭基农产品销售平台服务；

5、所述政府端，向企业或种植户出台优惠政策，负责项目立项、市场准入、项目建设用地及相关配套设施。

6、本发明所述生物炭由农作物秸秆热解气化后产生，所述热解气化包括氧化反应和还原反应。

7、优选的，本发明所述氧化反应生成co2、co和水蒸气，同时释放热量，该反应区的最高温度达到1000～1400℃，在氧化区主要发生的化学反应有：

8、c+o2→co2+393.51kj/mol

9、2c+o2→2co+221.34kj/mol

10、2co+o2→2co2+565.94kj/mol

11、2h2+o2→2h2o+483.68kj/mol

12、ch4+2o2→co2+2h2o+890.36kj/mol。

13、本发明所述还原反应是生物质经热分解得到的炭与co2、水蒸气、h2发生反应生成可燃性气体的过程，反应吸收热量，该反应区的温度约为700～900℃，主要反应方程式为：

14、c+co2→2co-172.43kj/mol

15、c+h2o(g)→co+h2-131.72kj/mol

16、c+2h2o→co2+2h2-90.17kj/mol

17、co+h2o(g)→co2+h2+41.13kj/mol

18、c+2h2→ch4+752.4kj/mol。

19、优选的，本发明在生物质秸秆气化过程中通入水蒸气能向系统中补充氢源，具体反应如下所示：

20、c+h2o(g)→co2+co+h2

21、co+h2o(g)→co2+h2

22、ch4+h2o(g)→co+h2

23、tar+h2o(g)→co+co2+h2。

24、优选的，本发明在生物质秸秆气化过程中通入适量的co2能向系统中补充co气体的含量，主要反应方程式为：n、m为整数。

25、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

26、本发明将农村秸秆热解气化后炭化还田的生态产业化、产业生态化和信息化的方法的实施可以为地方经济培育出行业独角兽企业，同时帮助地方实现生态农业和数字农业的转型，即销售全新品类炭基绿色农产品的电商平台企业；生产绿色新能源的能源科技企业；建立具有地方特色的生态农业经济区。

27、本发明将生物质秸秆通过热解气化生产生物炭比传统的生物质炭化方法而言，可以得到更多的生物质燃气，得到生物质炭的同时，将生物质能源化，这样，更有效率和经济价值，更具推广性和发展潜力。

技术特征：

1.一种将农村秸秆热解气化后炭化还田的生态产业化方法，其特征在于：包括种植户端、

2.根据权利要求1所述的一种将农村秸秆热解气化后炭化还田的生态产业化方法，其特征在于：所述生物炭由农作物秸秆热解气化后产生，所述热解气化包括氧化反应和还原反应。

3.根据权利要求2所述的一种将农村秸秆热解气化后炭化还田的生态产业化方法，其特征在于：所述氧化反应生成co2、co和水蒸气，同时释放热量，该反应区的最高温度达到1000～1400℃，在氧化区主要发生的化学反应有：

4.根据权利要求2所述的一种将农村秸秆热解气化后炭化还田的生态产业化方法，其特征在于：所述还原反应是生物质经热分解得到的炭与co2、水蒸气、h2发生反应生成可燃性气体的过程，反应吸收热量，该反应区的温度约为700～900℃，主要反应方程式为：

5.根据权利要求2所述的一种将农村秸秆热解气化后炭化还田的生态产业化方法，其特征在于：在生物质秸秆气化过程中通入水蒸气能向系统中补充氢源，具体反应如下所示：

6.根据权利要求2所述的一种将农村秸秆热解气化后炭化还田的生态产业化方法，其特征在于：在生物质秸秆气化过程中通入适量的co2能向系统中补充co气体的含量，主要反应方程式为：n、m为整数。

技术总结本发明属于生态产业领域，具体涉及一种将农村秸秆热解气化后炭化还田的生态产业化方法。包括种植户端、企业端和政府端；所述种植户端，向企业提供农作物秸秆，完成工商登记、在炭基农产品销售平台交易炭基农产品；所述企业端，提供生物炭，协助种植户改良土壤环境，向炭基农产品销售平台服务；所述政府端，向企业或种植户出台优惠政策，负责项目立项、市场准入、项目建设用地及相关配套设施。本发明将农村秸秆热解气化后炭化还田的生态产业化、产业生态化和信息化的方法的实施可以为地方经济培育出行业独角兽企业，同时帮助地方实现生态农业和数字农业的转型，即销售全新品类炭基绿色农产品的电商平台企业；生产绿色新能源的能源科技企业；建立具有地方特色的生态农业经济区。技术研发人员：高善寅受保护的技术使用者：苏州骏泰新能源管理有限公司技术研发日：技术公布日：2024/2/6