本发明涉及稻壳炭制备，具体涉及稻壳生物炭热解过程中灰分含量的控制方法及稻壳生物炭制备方法。
背景技术：
1、稻壳具有表面坚硬、硅含量高、堆积密度小、不易被分解等特点。根据联合国粮农组织(fao)的报告，我国稻谷产量在近几年呈现增长趋势。在大多数时候，稻壳以垃圾的形式被随意丢弃在垃圾填埋场或者直接就地焚烧，不仅造成了大量人力、物力上的浪费，还造成了环境的污染。近年来，将农业废弃物转化为生物炭成为一种可持续管理和利用手段。稻壳炭不仅能够作为土壤改良剂，提高土壤的保水性和通气性，还能够作为环境修复材料，有效去除水体和土壤中的重金属和有机污染物。
2、热解过程中的灰分含量会显著影响稻壳炭性能和应用范围。一方面，高灰分意味着高ph值，高ph值有利于稻壳炭对大多重金属离子的吸附；另一方面，灰分中的某些矿物质离子(oh-、so42-、co32-等)会与重金属离子产生共沉淀作用，从而增加稻壳炭对重金属离子的吸附性能。然而，灰分含量高的稻壳炭可能具有较小的比表面积，这一特性不利于稻壳炭对重金属离子的吸附。现有技术中，稻壳炭的灰分含量控制不够精确，所得到的稻壳炭大多为中、低灰分稻壳炭，限制了稻壳炭在环境污染修复工作中的应用。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种稻壳生物炭热解过程中灰分含量的控制方法，以解决在制备稻壳炭过程中，稻壳炭的灰分含量控制不够精确的技术问题。
2、本发明通过以下技术方案实现：
3、一种稻壳生物炭热解过程中灰分含量的控制方法，包括以下步骤：
4、s1、对稻壳进行预处理；
5、s2、将预处理的稻壳置于热解气氛中，基于设定的热解条件对稻壳进行热解，以获得含有灰分的稻壳炭；
6、s3、测定稻壳炭中的灰分含量。
7、进一步的，s1包括以下子步骤：
8、s11、先将所述稻壳过筛，以去除稻壳中所混合的稻杆，对稻壳进行清洗，以去除稻壳中所混合的灰尘；
9、s12、使用浸泡液对稻壳进行浸泡处理，以去除部分可溶性物质，所述浸泡液为去离子水或1mo l/l的盐酸溶液；
10、s13、将浸泡后的稻壳使用去离子水清洗后进行烘干处理。
11、进一步的，s2的具体方法：
12、将预处理的稻壳置于刚玉舟中，压实不盖盖，将装有稻壳的刚玉舟置于真空气氛管式电阻炉中；以氮气或空气作为热解气氛，设定载气流量为0.1-0.5l/min，热解温度为300-1300℃，升温速度为15℃/min，保温时间为0-4h。
13、进一步的，s3测定灰分含量包括以下步骤：
14、s31、稻壳热解完成后，使稻壳炭自然冷却至室温并对冷却后的稻壳炭进行研磨，将经研磨后的稻壳炭过60目筛；
15、s32、称取1.0g稻壳炭，并将所称取的稻壳炭置于空坩埚中；
16、s33、将不盖盖子的坩埚置于300℃的马弗炉中，关上马弗炉的炉门，以6℃/min的升温速度将马弗炉温度升至500℃，并进行保温30min；
17、s34、以15℃/min升温速度将马弗炉继续升温至800℃并保温4h；
18、s35、在马弗炉中取出坩埚，冷却至室温后称量坩埚以及稻壳炭的质量；
19、s36、将称量后的坩埚以及稻壳炭重新置于温度为800℃的马弗炉中，后续每20min取出并称量坩埚以及稻壳炭的质量一次，直到相邻两次称量中后一次称量所得的质量值和前一次称量所得的质量值相差不超过10mg时，停止称量所述坩埚以及所述稻壳炭；
20、s37、根据坩埚的重量值以及每次所称量的重量值计算稻壳炭的灰分含量。
21、进一步的，稻壳炭的灰分含量w(％)的计算公式为：
22、w＝(m3-m1)/(m2-m1)
23、式中：
24、m1：坩埚的质量，g；
25、m2：灼烧前稻壳炭以及坩埚质量之和，g；
26、m3：最后一次称量时稻壳炭以及坩埚质量之和，g。
27、进一步的，在所述步骤s11-s13中对所述稻壳进行清洗及浸泡的过程在清洗浸泡装置中进行；所述清洗浸泡装置包括支架、桶体以及袋体，所述桶体的开口朝上，所述桶体可转动连接于所述支架上，所述桶体的转动中心线沿水平方向设置，所述袋体位于所述桶体内并与所述桶体的内腔相配合，所述袋体的上端开口，所述袋体的开口边缘与所述桶体的开口边缘对应固定连接。
28、进一步的，所述袋体的开口边缘与所述筒体的开口边缘密封式固定连接；所述清洗浸泡装置还包括管体、阀门和抽气泵，所述管体固设于所述桶体的外表面，所述管体连通所述桶体的内腔，所述阀门设于所述管体上，所述抽气泵的进气端用于连接所述管体。
29、进一步的，所述支架包括底座以及所述支架本体，所述支架本体可转动式连接于所述底座上，所述桶体可转动式连接于所述支架本体上；所述清洗浸泡装置还包括竖管、容水箱、第一连接管、水泵以及第二连接管，所述所述竖管沿上下方向设置，所述竖管的下端封闭、上端开口，所述竖管的下端固定连接所述底座，所述竖管的上端高于所述桶体上端，所述竖管朝向所述桶体的一侧的管壁上沿上下方向间隔排布有多个喷水孔，所述第一连接管的一端连接所述容水箱的底部，所述水泵的进水端连接所述第一连接管的另一端，所述第二连接管的一端连接所述水泵的出水端、另一端连接所述竖管的上端。
30、进一步的，所述清洗浸泡装置还包括充气泵，所述充气泵的出气端用于连接所述管体。
31、本发明还提供另一种技术方案：一种稻壳生物炭制备方法，包括以下步骤：
32、p1、采用上述的稻壳生物炭热解过程中灰分含量的控制方法制备含有灰分的稻壳炭；
33、p2、改变热解气氛及调节热解条件，并重复执行s2～s3，得到具有不同灰分含量的稻壳炭。
34、本发明的有益效果在于:
35、在制作稻壳炭时，本发明能够提高稻壳炭的灰分含量控制的精确性。通过本发明能够制作出超低灰分、低灰分、中灰分、高灰分以及超高灰分的稻壳炭，能够满足实际应用中对不同灰分含量的稻壳生物炭的需求。
36、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
1.一种稻壳生物炭热解过程中灰分含量的控制方法，其特征在于,包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的稻壳生物炭热解过程中灰分含量的控制方法，其特征在于，s1包括以下子步骤：
3.根据权利要求1所述的稻壳生物炭热解过程中灰分含量的控制方法，其特征在于，s2的具体方法：
4.根据权利要求1所述的稻壳生物炭热解过程中灰分含量的控制方法，其特征在于，s3测定灰分含量包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的稻壳生物炭热解过程中灰分含量的控制方法，其特征在于：稻壳炭的灰分含量w(％)的计算公式为：
6.根据权利要求2所述的稻壳生物炭热解过程中灰分含量的控制方法，其特征在于：在所述步骤s11-s13中对所述稻壳进行清洗及浸泡的过程在清洗浸泡装置中进行；所述清洗浸泡装置包括支架、桶体以及袋体，所述桶体的开口朝上，所述桶体可转动连接于所述支架上，所述桶体的转动中心线沿水平方向设置，所述袋体位于所述桶体内并与所述桶体的内腔相配合，所述袋体的上端开口，所述袋体的开口边缘与所述桶体的开口边缘对应固定连接。
7.根据权利要求6所述的稻壳生物炭热解过程中灰分含量的控制方法，其特征在于：所述袋体的开口边缘与所述筒体的开口边缘密封式固定连接；所述清洗浸泡装置还包括管体、阀门和抽气泵，所述管体固设于所述桶体的外表面，所述管体连通所述桶体的内腔，所述阀门设于所述管体上，所述抽气泵的进气端用于连接所述管体。
8.根据权利要求6所述的稻壳生物炭热解过程中灰分含量的控制方法，其特征在于：所述支架包括底座以及所述支架本体，所述支架本体可转动式连接于所述底座上，所述桶体可转动式连接于所述支架本体上；所述清洗浸泡装置还包括竖管、容水箱、第一连接管、水泵以及第二连接管，所述所述竖管沿上下方向设置，所述竖管的下端封闭、上端开口，所述竖管的下端固定连接所述底座，所述竖管的上端高于所述桶体上端，所述竖管朝向所述桶体的一侧的管壁上沿上下方向间隔排布有多个喷水孔，所述第一连接管的一端连接所述容水箱的底部，所述水泵的进水端连接所述第一连接管的另一端，所述第二连接管的一端连接所述水泵的出水端、另一端连接所述竖管的上端。
9.根据权利要求8所述的稻壳生物炭热解过程中灰分含量的控制方法，其特征在于：所述清洗浸泡装置还包括充气泵，所述充气泵的出气端用于连接所述管体。
10.一种稻壳生物炭制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
