[发明专利]一种将有机废弃物热解、碳化、活化的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种将有机废弃物通过热解方式碳化、活化从而制备农业炭的方法。

本发明还涉及一种用于实现上述方法的装置。

背景技术

2007年国际“农业炭”发起大会在澳大利亚新南威尔士召开，各国科学家和企业界对“农业炭”技术研究和运用引起了高度关注。

“农业炭”(Agrichar)是将动物粪便、稻米谷壳、花生壳、玉米秆、树木废料等有机原料，在无氧环境下低温热解后形成的类似木炭一样的残渣，大约50％的有机原料中的碳保留在其中。

澳大利亚伍伦巴农业研究所的最新研究成果再次证实了“农业炭”技术的巨大潜力。研究人员按每公顷农田施加10吨“农业炭”的量进行了试验，结果表明，“农业炭”可以使小麦的产量增加3倍，使大豆的产量增加2倍多。同时，他们还单独使用氮肥以及“农业炭”和氮肥并用来进行对比试验，发现产量基本相同。这说明，单独使用“农业炭”就可以起到和使用氮肥一样的增产效果。

“农业炭”技术还可以大大减少温室气体的排放。澳大利亚著名科学家提姆·富兰纳瑞指出，在全球范围内，土壤释放的温室气体量是化石燃烧产生的温室气体的10倍多。通过对土壤中释放出的气体进行测量和对比，发现“农业炭”可以显著减少二氧化碳和一氧化二氮的释放。而一氧化二氮是另一种更严重的温室气体，其制造温室效应的效力是二氧化碳的300倍，在空气中可持续150年之久。

澳大利亚伍伦巴农业研究所另一位环境科学家史蒂夫·肯姆伯指出，“农业炭”还为农民和环境带来另一个好处。农作物残余、地面覆盖物以及混合肥料等形式中的碳在土壤中是不稳定的，在两至三年内就会彻底分解，转化成二氧化碳。而“农业炭”在土壤中很稳定，其中的碳可以保持几百年的时间。这意味着，使用等量的“农业炭”和混合肥料，“农业炭”一次就可以顶上几十年，而混合肥料却要年年使用，这无疑会减少农民的支出。对于环境而言，由于不稳定的、易分解的碳被稳定的“农业炭”代替，土壤释放的二氧化碳量将大大减少。

人类在生产、生活过程中每天产生大量的有机废弃物：养牛场、养鸡场的粪便；粮食加工企业的稻米谷壳、花生壳；农业生产过程中产生的农作物秸秆；制糖企业生产过程中剩余的蔗渣；浅水湖泊污染治理打捞的蓝藻......等等。上述有机废弃物中除了水分外，还含大量的有机物，有机物的主要成分是碳。这些有机废弃物含水量大，成分复杂，地点分散，如果不能及时、妥善处理极易发臭，造成环境污染。

众所周知，将动物粪便、稻米谷壳、花生壳、农作物秸秆、蔗渣、蓝藻等有机废弃物，在无氧环境下热解、碳化、活化后可以制成农业炭(Agrichar)。是否可以采用一种装置使上述有机废弃物热解、碳化、活化后制造农业碳实现工业化生产，至今未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种将动物粪便、稻米谷壳、花生壳、农作物秸秆、蔗渣、蓝藻等有机废弃物，在无氧环境下热解、碳化、活化制备农业炭的方法。

本发明的又一目的在于提供一种用于将有机废弃物热解、碳化、活化的装置。

为实现上述目的，本发明提供的将有机废弃物热解、碳化、活化制备农业炭的方法，主要步骤包括：

1)将需要处理的有机废弃物输送到可旋转的不锈钢材质的加热设备中；

2)向电磁线圈通电，利用电磁线圈产生的交变磁场对加热设备中的有机废弃物进行翻动加热处理；

3)有机废弃物加热生成的水蒸汽冷凝成冷凝水，可燃气体输送到蒸汽锅炉的燃烧器；

4)继续加热，导入蒸汽和烟气对有机废弃物热解生成的碳进行活化以增加碳的孔隙；

5)停止加热，排出碳；

6)重复步骤1至步骤5。

本发明提供的用于将有机废弃物热解、碳化、活化的装置，其中主要包括：

一加热室，该加热室内轴向安装一导磁且能耐1000℃的金属材料制成的加热滚筒，该加热滚筒的外壁与加热室的顶部及两侧内壁设有一间距，加热滚筒内壁安装有多排翻导料板，每两排翻料导料板之间设有间距；每排翻料导料板由多块翻导料板组成，每块翻料导料板由一个平面和一个斜面三角形组成，每排翻导料板的平面为水平排列，三角形的尖端朝向加热滚筒的出料口；

至少一组产生交变磁场的电磁线圈，呈半圆弧状，安装在加热滚筒底部，电磁线圈与加热滚筒底部的外壁之间设有工作间隙；电磁线圈电性连接产生交变电流的电力转换装置；