[发明专利]水热法处理废弃菜叶制备燃料和腐殖酸液体的装置及方法

说明书

本发明公开了一种水热法处理废弃菜叶制备燃料的装置及方法，称取粉碎后的废弃菜叶，将浓度为1％～2％的尿素溶液和所述废弃菜叶混合均匀，固液比为1：10；液体中；在温度为160℃‑220℃、压力为0.6‑2.3MPa以及密封条件下水热反应15‑30min；水热反应所得产物冷却后并对其进行固液分离，得到固体产物为燃料，液体产物为腐殖酸液体；对水热反应后的固体产物，经生物质燃料成型机的压缩成型后获得可用于锅炉燃料的成型生物质燃料，热解可获得品质更高的成型炭燃料；对水热反应后的液体产物，用来加工制备成腐殖酸水溶肥料；该工艺制备的成型生物质燃料和成型炭燃料发热量高、燃烬率高、无需额外添加粘结剂，整个流程工艺简单、反应条件相对温和、运行成本低。

技术领域

本发明属于生物质资源化领域和燃料利用技术领域，具体涉及一种利用废弃蔬菜叶制备燃料和腐殖酸液体的装置及方法。

背景技术

能源是国计民生的基础支撑，它直接关系到人类的生存，关系到国家和社会的发展稳定。为了缓解能源和环境的双重压力，世界各国都在积极发展新型的可再生资源。因此，迫切需要一种清洁的燃料来代替传统的化石燃料，满足人类对能源的巨大需求。

随着蔬菜生产规模的不断扩大，随之而来的是大量废弃菜叶无节制地随意堆积在公路边、乡村道路旁、田间地头。通常人们会用少量的废弃菜叶喂养牲畜；大量的废弃菜叶因无人回收而四处堆放会，不但白白浪费，而且还造成环境污染，腐烂变质后严重污染环境甚至传播疾病；在环境保护好的城市，废弃菜叶每天都被运送到垃圾处理厂当垃圾处理，造成资源、人力、物力的巨大浪费。如何将废弃菜叶进行无害化处理和有效利用，并减少农村和城市污染，已经成为当前蔬菜生产急需解决的关键问题。

废弃菜叶属于有机固体废物，废菜叶具有成分复杂、易腐烂分解发臭、产生病原菌、污染空气和水源等严重危害，因此对于废弃的菜叶必须进行科学、安全、有效的处理，且处理后不产生新的污染，还能通过另一种途径产生价值。目前国内的废弃菜叶处理量少、效率不高、或直接倾倒，不仅污染环境，还影响生态发展。

另一方面，农业种植中大量、长期使用化肥，导致土壤有机质缺乏，氮、磷、钾的比例失衡，农业病虫害处于较严重状态，过度使用化肥不仅造成能源的大量消耗，而且造成土壤环境污染，导致土壤板结，农作物减产等；因此改良土壤，修复微生态，对促进现代农业发展具有重要意义。腐殖酸作为一种土壤改良剂，在促进植物生长，土壤保肥和减轻土壤重金属污染等方面作用明显。因此，腐殖酸的含量可作为水热液体后续加工成有机液体肥料的重要指标。目前腐殖酸的制备主要通过从风化煤、褐煤、造纸废料，酿酒废料中提取。因此，研究一种水热法处理废弃菜叶制备燃料和腐殖酸液体的方法具有重要意义。

中国发明专利（公开号CN108753324A）公开了一种水热碳化玉米秸秆生产腐殖酸和型块燃料的方法，该发明以玉米秸秆和水为原料，在水热反应釜内反应，对产物采用原位碱提的方式，反应结束后抽滤得到腐植酸钠溶液和固体碳化滤渣，对滤液进行酸化、过滤，获得腐殖酸，或者对滤液进行浓缩、干燥即可获得腐植酸钠，滤渣与粉煤混合、成型，获得型块燃料。该工艺中原位碱提加入的碱为固体氢氧化钠，液体产物中不具备肥料所需的微量元素，不利于加工制肥。反应后的固体产物在成型过程中与粉煤混合使工艺加工过程较为复杂，且获得的型块燃料品质较低，不能用于商业使用，市场竞争力较低。

中国发明专利（公开号CN105950251A）公开了一种基于水热碳化的园林垃圾利用方法及固体生物质燃料，该发明对园林垃圾进行水热处理，将得到的固体产物与经过粉碎、干燥后的园林垃圾按照3：7的比例进行掺混，压实后制成固体成型生物质燃料。液体副产物经过二氯甲烷萃取和旋蒸得到轻质油。该发明将水热碳化后的固体产物直接与粉碎干燥后的园林垃圾按照3：7的比例进行掺混压实使工艺过程较为复杂，压实成型过程中原料所占比例大于经水热处理后的固体产物且过程中未添加粘结剂，导致所制得的成型生物质燃料的机械强度和耐久度较低。

发明内容