[發明專利]一種利用園林綠化廢棄物制備的生物炭及其制備和施用方法

在審

• 申請號: 201310726196.8
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN104671227A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 錢新鋒
• 申請（專利權）人: 常熟市綠化委員會辦公室
• 主分類號: C01B31/02
• 分類號: C01B31/02;C05D9/00;A01B79/02;A01G1/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發明涉及園林綠化廢棄物綜合利用，具體涉及一種利用園林綠化廢棄物制備的生物炭及其制備和施用方法。

背景技術

園林綠化由于在改善城市環境質量、緩解城市熱島效應，維持城市生態平衡方面的特殊作用而受到人們的重視。然而，隨之而來的，園林植物廢棄物如枯枝落葉、樹枝修剪物、草坪修剪物、雜草、種子和殘花等的量越來越大，園林植物廢棄物已成為繼城市生活垃圾后又一大城市廢棄物。傳統的園林植物廢棄物的處置方法包括填埋、焚燒和生產沼氣等，但對于營養成分較高的園林植物廢棄物而言，這些處理方法意味著營養元素的浪費，且處理成本較高。相對而言，通過處理后返還土壤是最符合生態環保要求，且經濟節約的處理方式，因而目前國內大多采用堆肥方式處理園林植物廢棄物，然而，堆肥施入土壤快速分解后，植物原本固定下來的碳，又以CO₂和CH₄的形式釋放回大氣中，增加了大氣的溫室效應。隨著城市綠化在我國各大城市中的快速發展,?園林廢棄物如枯枝落葉(?植物凋落物)?、樹枝修剪物、草坪修剪物、雜草、種子和殘花等的量也越來越大。我國傳統的園林廢棄物處理處置的主要方式是填埋或焚燒,?這不僅造成了環境的污染,?也帶來資源的浪費。生物炭（biochar)是指生物質在缺氧和相對較低(<700?℃)溫度條件下熱解而形成的一種具有機碳含量高、吸附能力強、多孔性和多用途的功能化環保材料，是來源于亞馬遜流域先民無意間留下的黑土（terra?preta）具有增產作用的觀察。?研究表明，生物炭施入土壤，可以延緩肥料在土壤中的養分釋放，降低養分損失，提高肥料養分利用率，是一種新型肥料增效載體。

????專利號為：201210078182.5，名稱為“生物炭的制備方法”公開了一種利用入侵植物和綠化垃圾生產生物炭的方法。利用的原料有互花米草、落葉、樹枝樹干這幾種生物廢棄有機物。其步驟：將互花米草去根，與綠化垃圾清洗、烘干后粉碎；得到的生物質粉末按照一定質量比混合制得混合粉末，在氮氣保護下300?～?600℃熱解1?～?4h，冷卻至室溫研磨過篩；將碳化產物，用體積比1:1?的HCl/HF?清洗，后用蒸餾水清洗至中性pH，烘干，既得新型生物炭產品。該發明以高含碳量的互花米草和綠化垃圾為原料，克服了原料季節性、周期性的缺點，制備方法簡單易行、成本低廉，制得的產品吸附性能好、用途廣泛，實現了入侵植物和綠化垃圾的資源化利用，取得了良好的生態、社會、經濟效益。

中國專利“一種農林廢棄物炭基緩釋肥及其制備方法”（公開號：CN?102775236?A）、“一種生物炭基緩釋氮肥的生產方法”（公開號：CN?102424642?A）、“一種利用秸稈、廚余廢棄物生物質炭生產的多功能生物質炭肥”（公開號：CN102358714）、“園林綠化廢棄物處理用節水系統(公開號:?CN103265342A),城市綠化廢棄物凈化處置裝置(?申請號:?201320124812.8)?均利用農林廢棄物用于節水處理或進行炭化處理后，再直接與肥料混合制成炭基肥。這些技術均需要生物炭與肥料混合制成炭基肥后，拌入土壤，方法繁瑣，成本高。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術中園林綠化廢棄物處置，具體地說是生物炭的制備及施用技術中存在的的不足，提供一種園林綠化廢棄物生物炭及其制備和施用方法。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：?一種利用園林綠化廢棄物制備生物炭的方法，包括以下步驟：

步驟一、收集園林綠化廢棄物風干、粉碎；

???步驟二、將步驟一所得粉碎物放入三段式具有階段進料連續炭化并配有用于處理煙氣、焦油、木醋油的冷卻水處理系統的炭化爐內。該炭化爐內裝有一個冷卻水處理裝置，該裝置主要用于煙氣、焦油和木醋液的處理，這在傳統的炭化爐內是沒有的。

步驟三、在相對缺氧的狀態下進行自燃式暗火悶燒，在300℃～700℃條件下熱解1～5小時；

步驟四、將炭化產品冷卻至室溫，研磨，過篩，得生物炭。

所述步驟二中的炭化爐的結構為下層是點火層，中層為熱解層，上層為炭化層。

步驟三中燃燒溫度為500℃～600℃。

步驟四中的過篩為過20～100目篩。

優選地，所述園林綠化植物廢棄物包括城市綠地或郊區林地中綠化植物自然或養護過程中所產生的喬灌木修剪物（間伐物）、草坪修剪物、雜草、落葉、枝條、花園和花壇內廢棄草花等綠化植物廢棄物中的一種或幾種的混合物。