[發明專利]一種將有機廢棄物熱解、碳化、活化的方法和裝置

有效

• 申請號: 201110112740.0
• 申請日: 2011-05-03
• 公開（公告）號: CN102765973A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 張大偉
• 申請（專利權）人: 密西西比國際水務有限公司;張大偉
• 主分類號: C05F15/00
• 分類號: C05F15/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周長興

技術領域

本發明涉及一種將有機廢棄物通過熱解方式碳化、活化從而制備農業炭的方法。

本發明還涉及一種用于實現上述方法的裝置。

背景技術

2007年國際“農業炭”發起大會在澳大利亞新南威爾士召開，各國科學家和企業界對“農業炭”技術研究和運用引起了高度關注。

“農業炭”(Agrichar)是將動物糞便、稻米谷殼、花生殼、玉米稈、樹木廢料等有機原料，在無氧環境下低溫熱解后形成的類似木炭一樣的殘渣，大約50％的有機原料中的碳保留在其中。

澳大利亞伍倫巴農業研究所的最新研究成果再次證實了“農業炭”技術的巨大潛力。研究人員按每公頃農田施加10噸“農業炭”的量進行了試驗，結果表明，“農業炭”可以使小麥的產量增加3倍，使大豆的產量增加2倍多。同時，他們還單獨使用氮肥以及“農業炭”和氮肥并用來進行對比試驗，發現產量基本相同。這說明，單獨使用“農業炭”就可以起到和使用氮肥一樣的增產效果。

“農業炭”技術還可以大大減少溫室氣體的排放。澳大利亞著名科學家提姆·富蘭納瑞指出，在全球范圍內，土壤釋放的溫室氣體量是化石燃燒產生的溫室氣體的10倍多。通過對土壤中釋放出的氣體進行測量和對比，發現“農業炭”可以顯著減少二氧化碳和一氧化二氮的釋放。而一氧化二氮是另一種更嚴重的溫室氣體，其制造溫室效應的效力是二氧化碳的300倍，在空氣中可持續150年之久。

澳大利亞伍倫巴農業研究所另一位環境科學家史蒂夫·肯姆伯指出，“農業炭”還為農民和環境帶來另一個好處。農作物殘余、地面覆蓋物以及混合肥料等形式中的碳在土壤中是不穩定的，在兩至三年內就會徹底分解，轉化成二氧化碳。而“農業炭”在土壤中很穩定，其中的碳可以保持幾百年的時間。這意味著，使用等量的“農業炭”和混合肥料，“農業炭”一次就可以頂上幾十年，而混合肥料卻要年年使用，這無疑會減少農民的支出。對于環境而言，由于不穩定的、易分解的碳被穩定的“農業炭”代替，土壤釋放的二氧化碳量將大大減少。

人類在生產、生活過程中每天產生大量的有機廢棄物：養牛場、養雞場的糞便；糧食加工企業的稻米谷殼、花生殼；農業生產過程中產生的農作物秸稈；制糖企業生產過程中剩余的蔗渣；淺水湖泊污染治理打撈的藍藻......等等。上述有機廢棄物中除了水分外，還含大量的有機物，有機物的主要成分是碳。這些有機廢棄物含水量大，成分復雜，地點分散，如果不能及時、妥善處理極易發臭，造成環境污染。

眾所周知，將動物糞便、稻米谷殼、花生殼、農作物秸稈、蔗渣、藍藻等有機廢棄物，在無氧環境下熱解、碳化、活化后可以制成農業炭(Agrichar)。是否可以采用一種裝置使上述有機廢棄物熱解、碳化、活化后制造農業碳實現工業化生產，至今未見報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種將動物糞便、稻米谷殼、花生殼、農作物秸稈、蔗渣、藍藻等有機廢棄物，在無氧環境下熱解、碳化、活化制備農業炭的方法。

本發明的又一目的在于提供一種用于將有機廢棄物熱解、碳化、活化的裝置。

為實現上述目的，本發明提供的將有機廢棄物熱解、碳化、活化制備農業炭的方法，主要步驟包括：

1)將需要處理的有機廢棄物輸送到可旋轉的不銹鋼材質的加熱設備中；

2)向電磁線圈通電，利用電磁線圈產生的交變磁場對加熱設備中的有機廢棄物進行翻動加熱處理；

3)有機廢棄物加熱生成的水蒸汽冷凝成冷凝水，可燃氣體輸送到蒸汽鍋爐的燃燒器；

4)繼續加熱，導入蒸汽和煙氣對有機廢棄物熱解生成的碳進行活化以增加碳的孔隙；

5)停止加熱，排出碳；

6)重復步驟1至步驟5。

本發明提供的用于將有機廢棄物熱解、碳化、活化的裝置，其中主要包括：

一加熱室，該加熱室內軸向安裝一導磁且能耐1000℃的金屬材料制成的加熱滾筒，該加熱滾筒的外壁與加熱室的頂部及兩側內壁設有一間距，加熱滾筒內壁安裝有多排翻導料板，每兩排翻料導料板之間設有間距；每排翻料導料板由多塊翻導料板組成，每塊翻料導料板由一個平面和一個斜面三角形組成，每排翻導料板的平面為水平排列，三角形的尖端朝向加熱滾筒的出料口；

至少一組產生交變磁場的電磁線圈，呈半圓弧狀，安裝在加熱滾筒底部，電磁線圈與加熱滾筒底部的外壁之間設有工作間隙；電磁線圈電性連接產生交變電流的電力轉換裝置；