生物炭制備方式主要分為集中、分散和流通式3種:
1)集中式是指某一地區(qū)的所有生物質(zhì)廢料都被送到中央處理廠進行集中處理,目前美國和加拿大的公司普遍采用這種方式;
2)分散式是指每個農(nóng)戶或小型農(nóng)戶聯(lián)合體擁有屬于自己的技術(shù)含量相對較低的高溫分解爐;
3)流通式是指一輛裝有高溫分解設(shè)備的合成氣動力車走鄉(xiāng)串戶,將制好的生物炭給農(nóng)戶使用,在我國這種方法可能更為可行。
生物炭的產(chǎn)生是基于熱裂解技術(shù)形成的,所謂生物質(zhì)熱裂解(又稱熱解或裂解)是指在隔絕空氣或通入少量空氣的條件下,利用熱能切斷物質(zhì)大分子中的化學鍵,使之轉(zhuǎn)變?yōu)榈头肿游镔|(zhì)的過程,熱解過程經(jīng)常采用限氧升溫炭化法。根據(jù)反應條件,熱裂解可以分為快速、中速和慢速裂解3種,反應所需要的能量由4種不同的途徑提供:1)由反應自身放熱提供;2)通過直接燃燒反應副產(chǎn)物或基質(zhì)提供;3)燃氣燃燒加熱反應器間接提供;4)由其他含熱物質(zhì)間接提供。目前國內(nèi)外生物炭的制備技術(shù)主要包括批式和連續(xù)式2種。批式制備是一種傳統(tǒng)的制炭方法,一般將土覆蓋在點燃的生物質(zhì)上,使之長時間無焰燃燒。或者以“窯”的形式將生物炭加溫,在缺氧環(huán)境條件下燃燒。
這些方式設(shè)備一般比較簡單,易于實施,并且成本低,但產(chǎn)率不高,且無熱量回收并會產(chǎn)生新的污染。隨著生物炭應用與需求的不斷擴大,用傳統(tǒng)方法生產(chǎn)生物炭已不切實際。現(xiàn)代制備生物炭常用連續(xù)制備,具有產(chǎn)率更高、原料更靈活、副產(chǎn)物的能量可回收用于反應本身、操作更簡單、產(chǎn)物更清潔、可連續(xù)生產(chǎn)等特點,是未來生物炭生產(chǎn)的主流方式。