[发明专利]一种颗粒生物炭及其制备方法和在厌氧消化产甲烷中的应用

权利要求书

1.一种用于厌氧消化的颗粒生物炭，是由若干片状生物炭通过水溶性复合粘合剂粘结形成的颗粒状生物炭，其中，每个所述的片状生物炭，其长度和/或宽度是其厚度的5倍以上；所述的水溶性复合粘合剂，按重量百分比计，含有5％～100％，优选5％-70％的水溶性胶结材料和余量的助剂。

2.权利要求1所述的颗粒生物炭，其特征在于，所述的片状生物炭，其长度和/或宽度为0.05mm～5mm，其厚度小于0.3mm，且其长度和/或宽度是其厚度的5倍以上；更优选其长度和/或宽度为0.1mm～1.0mm，其厚度小于0.1mm，且其长度和/或宽度是其厚度的5倍以上；最优选其长度和/或宽度为0.1mm～0.5mm，其厚度小于0.02mm。

3.权利要求1所述的颗粒生物炭，其特征在于，按重量百分比计，所述的水溶性复合粘合剂占颗粒生物炭总重量的5％～70％，优选占10％～65％，最优选占25～60％。

4.权利要求1所述的颗粒生物炭，其特征在于，所述的水溶性复合粘合剂按重量百分比计含有15％～80％的水溶性胶结材料和余量的助剂；优选含有30％～80％的水溶性胶结材料和余量的助剂；最优选含有50％～80％的水溶性胶结材料和余量的助剂。

5.权利要求1-4任意一项所述的颗粒生物炭，其特征在于，所述的水溶性胶结材料选自：糖蜜、海藻提取物、羧甲基纤维素(CMC)、羟丙基甲基纤维素(MPMC)、硝酸铵或聚乙二醇(PEG)、硅酸钠或有机硅酸铵中的一种或两种以上的混合物；优选糖或包含糖的组合物或海藻提取物。

6.权利要求1-4任意一项所述的颗粒生物炭，其特征在于，所述的助剂中含有钙离子和镁离子；进一步优选所述的助剂中含有占所述颗粒生物炭总质量0.1％～10％的钙离子和占所述颗粒生物炭总质量1.0％～15.0％的镁离子。

7.权利要求6所述的颗粒生物炭，其特征在于，所述的助剂还含有含氮化合物、含磷化合物、pH缓冲剂或磁性物质中的任意一种或两种以上的混合物。

8.制备用于厌氧消化的颗粒生物炭的方法，包括：

1)将有机废物破碎分解为片状原料，

2)将1)得到的片状原料经炭化处理、粉碎、研磨和筛分，得到长度和/或宽度为0.05mm～5mm、厚度小于0.3mm，且长度和/或宽度是厚度5倍以上片状生物炭；

3)在水溶性胶结材料中加入助剂，得到水溶性复合粘合剂，其中水溶性胶结材料的重量百分比为15％～100％，优选30％～80％，更优选50％～80％；

4)在2)得到的片状生物炭中加入3)得到的水溶性复合粘合剂，加入的水溶性复合粘合剂与片状生物炭之间的重量比控制在0.5:9.5～7:3，优选1:9～6.5:3.5，更优选2.5:7.5～6:4；通过搅拌和干燥，若干片状生物炭被粘合形成颗粒状生物炭。

9.权利要求8所述的方法，其特征在于：1)所述的有机废物选自花生壳、秸秆、木屑、稻壳、废旧纸张。

10.权利要求8所述的方法，其特征在于：2)所述的炭化处理是在300℃～750℃的温度下进行热解炭化；优选的热解炭化温度为400℃～450℃或650℃～700℃。

11.权利要求8所述的方法，其特征在于：3)所述的助剂选自钙镁无机盐组合物、含氮化合物、含磷化合物、pH缓冲剂或磁性物质中的任意一种或两种以上的混合物；所述的钙镁无机盐组合物优选为碳酸钙、碳酸镁、氧化镁、氢氧化镁、白云石或滑石中的任意两种以上的混合物；所述的水溶性胶结材料选自：糖蜜、海藻提取物、羧甲基纤维素(CMC)、羟丙基甲基纤维素(MPMC)、硝酸铵或聚乙二醇(PEG)、硅酸钠或有机硅酸铵中的一种或两种以上的混合物；优选糖或包含糖的组合物或海藻提取物。