CN103990643A - 一种生物质废弃物低温湿热碳化处理技术和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种生物质废弃物低温湿热碳化技术和相关装置。该技术具有工艺简单、设备先进、资源回收利用率高、无二次污染、处理效率高、适合规模化推广的优点。
Description
发明名称
一种生物质废弃物低温湿热碳化处理技术和装置
技术领域
本发明涉及生物质废弃物处理技术领域，尤其涉及一种以低温湿热碳化对生物质废弃物进行资源转化利用的工艺过程和处理装置。
背景技术
环境污染和能源紧缺已经成为21世纪中国面临的两大难题。这两个问题在很大程度上制约我国经济的持续快速发展和人民生活水平的进一步提高。如何深入实施节能减排，发展循环经济，缓解经济发展与能源及环境之间的矛盾，建设可持续发展的和谐社会，生物质废弃物资源化利用为我们提供了一种新的选择。
生物质废弃物是人类在利用生物质的过程中生产和消费所产生的废弃物，主要包括生活废弃物(城市生活垃圾、餐厨垃圾、人类和动物粪便、城市污水处理厂剩余活性污泥)、工业废弃物(造纸厂、家具厂、食品加工厂有机废水等)、农业废弃物(各类秸秆、稻壳、蔗渣等)、林业废弃物(废木材、枝桠材、树皮、木屑等)和养殖场畜禽粪便。通过技术、经济手段与管理措施对上述废弃物进行有效的处理，可以在实现无害化处置和减少污染物排放的同时，回收大量有价物质，提高废弃物综合利用率，具有公益性和经济性双重特性。但是由于长期以来我国的生物质废弃物处理技术发展滞后，配套设施不足，导致大多数生物质废弃物未能得到安全有效的资源转化利用。统计资料表明我国每年可作为能源利用的生物质废弃物总量折合标准煤约4.6亿吨，但是目前已利用量仅约为2200万吨，还有近4.4亿吨没有得到有效地资源转化利用。
目前，在我国对生物质废弃物的处理处置主要还是采用传统的填埋、焚烧等技术，而资源转化技术应用的主要有：厌氧发酵、气化、固化等。通过近些年来的发展，已经在生物质废弃物资源化利用方面取得了一些成绩，但仍然还存在着很多的问题，例如规模化发展缓慢，设备落后，转换效率低等，甚至还存在二次污染的隐患。现阶段迫切需要研究设计出一种创新的生物质废弃物资源化处理方法，安全可靠、工艺简单、转化效率高、应用范围大、适合规模化推广，以代替传统的处理技术，提高生物质废弃物清洁化处置能力与消纳规模，大幅度提升废物综合利用率、资源产出水平和循环利用产品品质，推动生物质废弃物资源化更快更好地发展，以使得有效解決日益严峻的生物质废弃物处理问题的同时，为缓解能源紧缺和发展循环经济做出更大的贡献。
发明内容
本发明针对现有生物质废弃物处理技术所存在的资源转化率不高、规模化推广难等缺陷和弊端，揭示了一种对生物质废弃物进行极度减量化和高度资源化的低温湿热碳化技术和相关设备(参见附图)。该技术具有工艺简单、设备先进、资源回收利用率高、无二次污染、处理效率高、适合规模化推广的优点。
本发明采取如下技术方案解决上述技术问题。
生物质废弃物低温湿热碳化处理系统，包括带可调式泄压阀的低温湿热碳化反应釜、超高压干湿分离装置、加压输送装置、热交换器、生物炭燃烧供热装置、生物炭机械脱水装置。其具体处理步骤如下：
(1)对于组成成分复杂的城市生活垃圾、农业废弃物、林业废弃物类生物质废弃物，首先输送入工作压力达每平方厘米800至1000公斤的超高压垃圾压榨机(专利申请号201110049074.0)中实现一次性分类处理，得到干、湿两种组分。其中含水低、热值高的干组分可被直接加工制成固体燃料或通过高温热解气化进行资源利用。利用本发明揭示的低温湿热碳化技术对含水高、主要由生物质废弃物细胞内容物浆料组成的湿组分进行低温湿热碳化处理。此种技术还可以对成分相对简单的城市污水处理厂剩余活性污泥、餐厨垃圾、人类及禽畜粪便等生物质废弃物直接进行低温湿热碳化处理。
(2)将经过预处理或者其他不需要预处理的生物质废弃物和特别选择的反应催化剂通过加压输送设备输入到低温湿热碳化系统。该系统包括一台特别设计的混合装置、高效热交换器(螺旋板式或套管式)、高压反应釜(以下简称反应釜)、可调式泄压阀和板框压滤机。所述的反应催化剂可以是1％至5％的乙酸、丙酸、丁酸、柠檬酸或无机酸。
(3)输入的物料通过混合器与催化剂充分混合后，以与高压反应釜排放出的高温碳化产物料(生物炭和碳化液组成的混合物)相逆的方向进入热交换器进行热量交换预热，使生物质废弃物物料的温度由常温升至160℃。
(4)经过预热后的物料，以活塞流的形式从反应器的下部送入反应釜中进行低温湿热碳化反应。反应温度控制在160～260℃，反应物滞留时间为0.5～1h。反应产物包括生物质完全脱水形成的炭(以下简称生物炭)和由生物质脱去的水、生物质在脱碳、脱水后游离出的氨氮和无机盐(包括磷酸盐)组成的水溶液(以下简称碳化液)。整个处理系统以连续化的运转形式运行。整个处理过程历时一到两个小时的时间即可完成。它相当于在远古时代，自然界生物质需要历时几万年才能完成的碳化过程(即煤的形成过程)，具有目前其他相关处理技术所不具备的极度减量化和高度资源化生物质废弃物处理技术优势。
反应釜中形成的碳化产物经由设置在反应器顶部的可调式泄压阀进入热交换器降温后，进入板框压滤机过滤后，分别得到含水量为30％以下的生物炭和碳化液。
(5)为反应釜中物料加热升温的设施为一台以部分低温湿热碳化过程获得的生物炭为燃料的小型加热装置。该装置中有一装满加热油的吸热盘管和将高温加热油泵入反应釜加温盘管的循环油泵。借助于温度控制装置，生物炭燃烧产生的高温将吸热盘管中的加热油的温度加热至260℃后通过加热油循环泵输入反应釜的加热盘管中，以便将反应釜内的温度控制在设定温度。
(6)低温湿热碳化产物通过板框压滤机进行压滤脱水后得到含水率低于30％的高碳热值的生物炭和含有丰富N、P等无机盐成分的碳化液。碳化液经过鸟粪石法分离处理获得磷酸镁铵结晶，作为氮磷复合肥出售。用发明人已获发明专利(专利号200710073815.2)中使用的硫化钠稳定碳化液中可能存在的重金属离子。无害化处理后的废水回收利用或排放。
(7)经固液分离所得到的生物炭产物，除了一少部分作为低温湿热碳化处理的能源外，剩余的大部分供其它需要能源的部门使用，或者作为土壤改良剂供农业或城市绿化部门使用。
附图说明
附图1是生物质废弃物低温湿热碳化处理技术工艺流程图。
附图2是生物质废弃物低温湿热碳化系统详图。
其中，1-生物质废弃物原料储仓；2-超高压垃圾压榨机；3-加压输送装置；4-混合装置；5-热交换器；6-高压反应釜；7-板框压滤机；8-生物炭燃烧加热装置；9-生物炭；10-能源物质、土壤改良剂；11-碳化液；12-鸟粪石结晶装置；13-重金属稳定池；14-废水回收或排放；15-氮磷复合肥；16-催化剂储罐。
具体实施方式
实施例1
将收集的典型城市生活垃圾首先投入具有1000kg/cm2的压力的超高压垃圾压榨机中完成垃圾干、湿组分分类。将得到的湿组分投入低温湿热碳化系统进行处理。通过加压输送装置送入混合器中与添加1％的催化剂进行混合，然后输入螺旋板式热交换器中进行预热处理，预热处理过的物料温度达到120～150℃，进入低温湿热碳化反应釜，温度控制在200℃，在反应釜中的停留时间为0.5小时。反应完成的物料通过设在反应釜顶部的泄压阀排入热交换器被输入热交换器的湿组分冷却，冷却后的物料温度降至100℃以下，进入板框压滤机脱水完成固液分离，从而得到含水率低于30％的生物炭和含有N、P等成分的碳化液。其中，生物炭的一部分直接投入生物炭燃烧加热装置为低温湿热碳化反应釜提供反应所需热量，另一部分供其它需要能源的部门使用(例如，可以用于燃料锅炉——发电系统)；碳化液送入深度处理装置进行稳定重金属、脱氮除磷等处理后得到鸟粪石和可以回用达到排放标准的废水。
物料衡算：1000kg城市生活垃圾＝300kg干组分固体燃料+185.5kg生物炭+514.5kg碳化液
能量衡算：
| 能量输入 | 能量输出(获得能量) |
| 生活垃圾原料能量：6270MJ | 干组分固体燃料能量：4679.7MJ |
| 压榨分类设备耗能：131.7MJ | 生物炭能量：2040.5MJ |
| 低温湿热碳化反应耗能：356.7MJ | 反应过程、设备运行热量损失：76.2MJ |
| 固液分离设备耗能：38MJ |
实施例2
将收集的含水率80％的城市污水处理厂剩余活性污泥直接输送至加压输送送入混合器中与添加4％的酸性催化剂进行混合，然后输入螺旋板式热交换器中进行预热处理，预热处理过的物料温度达到180℃后，再输送进入低温湿热碳化反应釜处理，反应温度控制在260℃，在反应釜中的滞留时间为1h。反应完成的物料通过设在反应釜顶部的泄压阀排入热交换器被输入热交换器的湿组分冷却，冷却后的物料温度降至100℃以下，进入板框压滤机脱水完成固液分离，从而得到含水率低于30％的生物炭和含有N、P等成分的碳化液。其中，生物炭的一部分直接投入生物炭燃烧加热装置为低温湿热碳化反应釜提供反应所需热量，另一部分供其它需要能源的部门使用(例如，可以用于燃料锅炉——发电系统)；碳化液送入深度处理装置进行稳定重金属、脱氮除磷等处理后得到鸟粪石和可以回用达到排放标准的废水。
物料衡算：1000kg活性污泥＝265kg生物炭+735kg碳化液
能量衡算：
| 能量输入 | 能量输出(获得能量) |
| 活性污泥原料能量：2765.5MJ | 生物炭能量：2782.5MJ |
| 低温湿热碳化反应耗能：509.5MJ | 反应过程、设备运行热量损失：546.5MJ |
| 固液分离设备耗能：54.3MJ |
实施例3
收集的城市园林垃圾首先投入超高压干湿分离装置，进行干湿分离预处理，将得到的湿组分投入低温湿热碳化系统进行处理。通过加压输送装置送入混合器中与添加1％的催化剂进行混合，然后输入套管式热交换器中进行预热处理，预热处理过的物料温度达到120～150℃，进入低温湿热碳化反应釜，温度控制在200℃，在反应釜中的停留时间为45分钟。反应完成的物料通过设在反应釜顶部的泄压阀排入热交换器被输入热交换器的湿组分冷却，冷却后的物料温度降至100℃以下，进入板框压滤机脱水完成固液分离，从而得到含水率低于30％的生物炭和含有N、P等成分的碳化液。其中，生物炭的一部分直接投入生物炭燃烧加热装置为低温湿热碳化反应釜提供反应所需热量，另一部分供其它需要能源的部门使用(例如，可以用于燃料锅炉——发电系统)；碳化液送入深度处理装置进行稳定重金属、脱氮除磷等处理后得到鸟粪石和可以回用达到排放标准的废水。
物料衡算：1000kg城市园林垃圾＝350kg干组分固体燃料+275kg生物炭+375kg碳化液
能量衡算：
| 能量输入 | 能量输出 |
| 城市园林垃圾原料能量：6562MJ | 干组分固体燃料能量：3675MJ |
| 压榨分类设备耗能：131.7MJ | 生物炭能量：3300MJ |
| 低温湿热碳化反应耗能：331.2MJ | 反应过程、设备运行热量损失：85MJ |
| 固液分离设备耗能：35.3MJ |
实施例4
将收集的含水率90％以上的菜市场垃圾，首先投入超高压干湿分离装置，以800kg/cm2的压力进行干湿分离预处理，将得到的湿组分投入低温湿热碳化系统进行处理。通过加压输送装置送入混合器中与添加1％的催化剂进行混合，然后输入螺旋板式热交换器中进行预热处理，预热处理过的物料温度达到140℃，进入低温湿热碳化反应釜，温度控制在180℃，在反应釜中的停留时间为0.5小时。反应完成的物料通过设在反应釜顶部的泄压阀排入热交换器被输入热交换器的湿组分冷却，冷却后的物料温度降至100℃以下，进入板框压滤机脱水完成固液分离，从而得到含水率低于30％的生物炭和含有N、P等成分的碳化液。其中，生物炭的一部分直接投入生物炭燃烧加热装置为低温湿热碳化反应釜提供反应所需热量，另一部分供其它需要能源的部门使用(例如，可以用于燃料锅炉——发电系统)；碳化液送入深度处理装置进行稳定重金属、脱氮除磷等处理后得到鸟粪石和可以回用达到排放标准的废水。
物料衡算：1000kg菜市场垃圾＝120kg干组分固体燃料+220kg生物炭+660kg碳化液
能量衡算：
| 能量输入 | 能量输出(获得能量) |
| 菜市场垃圾原料能量：1800MJ | 干组分固体燃料能量：960MJ |
| 压榨分类设备耗能：131.7MJ | 生物炭能量：1452MJ |
| 低温湿热碳化反应耗能：448.4MJ | 反应过程、设备运行热量损失：15.8MJ |
| 固液分离设备耗能：47.8MJ |
实施例5
餐厨垃圾经粉碎预处理后将得到的餐厨垃圾糊浆投入低温湿热碳化系统进行处理。餐厨垃圾糊浆通过加压输送装置送入混合器中与添加1％的酸性催化剂进行混合，然后输入螺旋板式热交换器中进行预热处理，预热处理过的物料温度达到160℃，进入低温湿热碳化反应釜，温度控制在200℃，在反应釜中的停留时间为1小时。反应完成的物料通过设在反应釜顶部的泄压阀排入热交换器被输入热交换器的湿组分冷却，冷却后的物料温度降至100℃以下，进入板框压滤机脱水完成固液分离，从而得到含水率低于30％的生物炭和含有N、P等成分的碳化液。其中，生物炭的一部分直接投入生物炭燃烧加热装置为低温湿热碳化反应釜提供反应所需热量，另一部分供其它需要能源的部门使用(例如，可以用于燃料锅炉——发电系统)；碳化液送入深度处理装置脱氮除磷等处理后得到鸟粪石和可以回用达到排放标准的废水。
物料衡算：1000kg餐厨垃圾＝250kg生物炭+750kg碳化液
能量衡算：
| 能量输入 | 能量输出(获得能量) |
| 餐厨垃圾原料能量：2150MJ | 生物炭能量：2700MJ |
| 低温湿热碳化反应耗能：509.5MJ | 反应过程、设备运行热量损失：16.3MJ |
| 固液分离设备耗能：56.9MJ |
Claims (7)
1.本发明所揭示的一种生物质废弃物低温湿热碳化处理技术，其特征在于：将组成成分复杂的城市生活垃圾、农业废弃物、林业废弃物类生物质废弃物，首先输送入压榨力为每平方厘米800至1000公斤的超高压垃圾压榨机中完成干、湿组分类预处理过程。将得到的由生物质废弃物细胞物质组成的湿组分进行低温湿热碳化处理。而对于成分相对简单的城市污水处理厂剩余活性污泥、人类及禽畜粪便和餐厨垃圾等生物质废弃物则不需要预处理直接进行低温湿热碳化处理，在厌氧的状况下以获取高热值生物碳。此种生物炭的一小部分作为低温湿热碳化处理过程所需的能源，其余的或者作为能源供给其它工业部门使用，或者作为土壤改良剂供给农业或城市绿化部门使用。
2.本发明揭示的低温湿热碳化系统的特征在于：所述的低温湿热碳化处理系统由低温湿热碳化反应釜、可调式泄压阀、加压输送装置、热交换器、生物炭燃烧供热装置、生物炭机械脱水装置组成。
3.权利要求1所述的一种生物质废弃物低温湿热碳化处理技术，其特征在于：垃圾湿组分的加压输送装置应具有3～4MPa的输送压力，所添加的催化剂为1％至5％的乙酸、丙酸、丁酸或者柠檬酸等有机酸，或无机酸。
4.权利要求1所述的一种生物质废弃物低温湿热碳化处理技术，其特征在于：常温的生物质废弃物浆料或湿组分物料和从低温湿热碳化反应釜中排放出的高温碳化产物以逆流的方式进入热交换器进行热交换，使以活塞流的形式进入低温湿热碳化反应釜的生物质废弃物浆料或湿组分物料预热温度升至摄氏160度。
5.权利要求1所述的一种生物质废弃物低温湿热碳化处理技术，其特征在于：低温湿热碳化反应釜的温度控制在180～260℃，反应物滞留时间为0.5～1h。
6.权利要求1所述的一种生物质废弃物低温湿热碳化处理技术，其特征在于：处理过程产生的生物炭被用作所述的低温湿热碳化系统燃烧供热装置的燃料，该装置中有一装满加热油的吸热盘管和将高温加热油泵入反应釜加温盘管的循环油泵，生物炭燃烧产生的高温将吸热盘管中的加热油的温度加热至摄氏260度后通过加热油循环泵输入反应釜的加热盘管中，以将反应釜内的温度控制在设定温度。
7.权利要求1所述的一种生物质废弃物低温湿热碳化处理技术，其特征在于：使用鸟粪石结晶法回收碳化液中的铵氮和磷酸根离子；用硫化钠沉淀碳化液中可能存在的重金属离子。
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105772494A (zh) * | 2016-05-30 | 2016-07-20 | 柳建国 | 一种生活垃圾商品化处理方法及成套设备 |
| CN106942471A (zh) * | 2017-04-05 | 2017-07-14 | 北京顺鸿金建环境科技发展有限公司 | 一种水热碳化处理豆渣制备饲料的方法 |
| CN108620419A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-10-09 | 南开大学 | 一种有机废弃物低温原位降解反应装置及应用 |
| CN109116250A (zh) * | 2018-08-02 | 2019-01-01 | 公安部天津消防研究所 | 一种锂离子电池热失控模拟实验装置及测定方法 |
| CN109678626A (zh) * | 2019-01-28 | 2019-04-26 | 湖南恒凯环保科技投资有限公司 | 用于汞污染农田修复的土壤调理剂及其制备方法与应用 |
| CN110316928A (zh) * | 2019-06-21 | 2019-10-11 | 广东鸿发环境投资有限公司 | 一种热量自给的市政污泥连续水热碳化系统及方法 |
| CN112551526A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-03-26 | 山东大学 | 一种废弃生物质多级利用方法 |
| CN116656388A (zh) * | 2022-02-28 | 2023-08-29 | 深圳世纪星源股份有限公司 | 湿生物质废弃物的共液碳化处理方法、装置及用途 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201439092U (zh) * | 2009-02-23 | 2010-04-21 | 深圳市兖能投资管理有限公司 | 以垃圾分选物为原料制取煤气和/或活性炭的系统 |
| JP2010520318A (ja) * | 2007-03-01 | 2010-06-10 | テルミヤ | 高炭素含有率の植物性炭素を製造するための方法ならびにその方法を実施するための装置 |
| CN202346980U (zh) * | 2011-10-21 | 2012-07-25 | 洛阳骏腾能源科技有限公司 | 生物质综合转化装置 |
| DE102011111526A1 (de) * | 2011-08-31 | 2013-02-28 | Georg Bogdanow | Verfahren und Anlage zur Konvertierung von Wertstoffen |
| CN202865076U (zh) * | 2012-08-21 | 2013-04-10 | 四川深蓝环保科技股份有限公司 | 一种生物质污泥处理系统 |
| CN103384713A (zh) * | 2011-01-05 | 2013-11-06 | 莱斯拉有限公司 | 有机质的加工 |
| US20130341176A1 (en) * | 2011-08-25 | 2013-12-26 | Solum Ambiental E Equipamentos Electromecanicos Ltda. | Method for Treating Solid Waste Based on a Gradient Composed of Two Distinct Thermal Sources |
-
2014
- 2014-05-30 CN CN201410235737.1A patent/CN103990643B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010520318A (ja) * | 2007-03-01 | 2010-06-10 | テルミヤ | 高炭素含有率の植物性炭素を製造するための方法ならびにその方法を実施するための装置 |
| CN201439092U (zh) * | 2009-02-23 | 2010-04-21 | 深圳市兖能投资管理有限公司 | 以垃圾分选物为原料制取煤气和/或活性炭的系统 |
| CN103384713A (zh) * | 2011-01-05 | 2013-11-06 | 莱斯拉有限公司 | 有机质的加工 |
| US20130341176A1 (en) * | 2011-08-25 | 2013-12-26 | Solum Ambiental E Equipamentos Electromecanicos Ltda. | Method for Treating Solid Waste Based on a Gradient Composed of Two Distinct Thermal Sources |
| DE102011111526A1 (de) * | 2011-08-31 | 2013-02-28 | Georg Bogdanow | Verfahren und Anlage zur Konvertierung von Wertstoffen |
| CN202346980U (zh) * | 2011-10-21 | 2012-07-25 | 洛阳骏腾能源科技有限公司 | 生物质综合转化装置 |
| CN202865076U (zh) * | 2012-08-21 | 2013-04-10 | 四川深蓝环保科技股份有限公司 | 一种生物质污泥处理系统 |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105772494A (zh) * | 2016-05-30 | 2016-07-20 | 柳建国 | 一种生活垃圾商品化处理方法及成套设备 |
| CN106942471A (zh) * | 2017-04-05 | 2017-07-14 | 北京顺鸿金建环境科技发展有限公司 | 一种水热碳化处理豆渣制备饲料的方法 |
| CN106942471B (zh) * | 2017-04-05 | 2021-04-27 | 北京顺鸿金建环境科技发展有限公司 | 一种水热碳化处理豆渣制备饲料的方法 |
| CN108620419A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-10-09 | 南开大学 | 一种有机废弃物低温原位降解反应装置及应用 |
| CN108620419B (zh) * | 2018-06-15 | 2023-05-09 | 南开大学 | 一种有机废弃物低温原位降解反应装置及应用 |
| CN109116250A (zh) * | 2018-08-02 | 2019-01-01 | 公安部天津消防研究所 | 一种锂离子电池热失控模拟实验装置及测定方法 |
| CN109678626A (zh) * | 2019-01-28 | 2019-04-26 | 湖南恒凯环保科技投资有限公司 | 用于汞污染农田修复的土壤调理剂及其制备方法与应用 |
| CN109678626B (zh) * | 2019-01-28 | 2022-03-18 | 湖南恒凯环保科技投资有限公司 | 用于汞污染农田修复的土壤调理剂及其制备方法与应用 |
| CN110316928A (zh) * | 2019-06-21 | 2019-10-11 | 广东鸿发环境投资有限公司 | 一种热量自给的市政污泥连续水热碳化系统及方法 |
| CN112551526A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-03-26 | 山东大学 | 一种废弃生物质多级利用方法 |
| CN116656388A (zh) * | 2022-02-28 | 2023-08-29 | 深圳世纪星源股份有限公司 | 湿生物质废弃物的共液碳化处理方法、装置及用途 |
| CN116656388B (zh) * | 2022-02-28 | 2024-04-16 | 深圳市海立方生物科技有限公司 | 湿生物质废弃物的共液碳化处理方法、装置及用途 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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