[发明专利]一种有机废物制备生物炭的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机废物制备生物炭的工艺。

背景技术

有机废物制备生物炭具有污染防治与资源利用的双重功效，被认为是综合开发利用有机废物资源的重要途径之一。然而，有机废物由于含水率高、种类复杂等特性，使制备生物炭过程能耗大、成本高，制备系统不适应，制约了有机废物炭化技术的应用。尤其是当物料水分较大时，现有的针对作物秸秆（CN 102786939 A：一种农作物秸秆连续炭化炉）、木材的炭化系统（CN 102911675 A：一种用于木质原料炭化的干馏炭化炉及炭化方法）就难以适用于粘性高、含水率高的市政污泥或畜禽粪便的炭化。因此，急需开发适用范围广的有机废物炭化系统与工艺。

为了提高炭化技术的应用水平，现有技术主要从降低能耗、提高能效和节约成本等方面开展炭化系统及工艺的研发：从提高系统余热利用效率角度，进行节能；或从利用废弃生物质能作为替代能源，以降低运行成本。如专利CN 102320711 A（环保资源化污泥处理系统）的说明书中公开的污泥处理制备生物炭工艺中，采用以废油脂为干燥炭化能源和烟气余热多次重复使用的方式；专利CN 201746507 U（一种自供能污泥热解炭化处理系统）中，以污泥焚烧作为该系统干化、炭化的能源。但现有技术至少存在以下一项以上的不足：（1）热废烟气排放量大，环保处理系统复杂；（2）采用简单的热量与物料表面传热方式，热利用效率仍有待提高；（3）余热利用方式集中在烟气余热上，对高温生物炭的利用未见报道；（4）外界物料如助燃空气、低温物料直接输入炭化环节，由于物料吸热升温耗费炭化环节的能量供给，导致工控运行稳定性差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有机废物制备生物炭的工艺。

本发明所采取的技术方案是：

有机废物制备生物炭的工艺，包括步骤：

1）有机废物经过输送机输送至混合锥斗中，与温度为400-600℃的高温生物炭进行充分混合，有机废物被加热、灭菌，所产生的水汽及粉尘经第一引风机引导，进入旋风除尘器中被处理，然后排出；

2）在混合锥斗中经过充分混合的有机废物和高温生物炭进入混合干燥机，在微波发生器发射的微波作用以及温度为200-300℃低温烟气的加热下，进一步干化、灭菌，经过干化、灭菌后的物料进入进料仓中待炭化，干化、灭菌过程中产生的水汽及粉尘，经第一引风机引导，进入旋风除尘器中被处理，然后排出；

3）经过干化、灭菌后的物料，从进料仓中进入炭化机内发生炭化，制备出400-600℃的高温生物炭，副产物混合气则经过第一止回阀进入燃烧器中被点燃，作为炭化的能源；燃烧器燃烧产生温度为500-700℃的高温烟气则经过第二止回阀，进入空气预热器，预热由鼓风机抽进的室温空气；高温烟气转变为温度为200-300℃的低温烟气，并经第二引风机引导至步骤2）中的混合干燥机中；室温空气的温度则上升至300-400℃，之后进入燃烧器中参与燃烧；

4）上一步骤制备的高温生物炭通过螺旋输料管道送进分料阀分料，一部分高温生物炭则通过第二输料管道送入步骤1）中所述的混合锥斗中，剩余的高温生物炭经过第一输料管道送入冷却系统中冷却，然后再通过出料机出料，得到生物炭成品。

所述的有机废物为市政脱水污泥、园林废物、畜禽粪便、作物秸秆中的至少一种。

所述的市政脱水污泥的含水率为85%以下。

所述的园林废物或畜禽粪便的含水率为75%以下。

所述的作物秸秆的含水率为40%以下。

步骤1）中，高温生物炭的质量为不超过有机废物质量的40%。

步骤2）中，干化、灭菌后的物料的含水率为25%以下。

步骤3）中，炭化反应的温度为400-600℃。

本发明的有益效果是：本发明的能量利用率高，外界输入能量少，工况稳定，环保节能；工艺能够连续运行，炭化效率高，能适应处理不同的有机废物。

具体来说：