[發明專利]一種利用過熱蒸汽將園林廢棄物轉化為基質材料的方法

在審

• 申請號: 202011005297.2
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112106619A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 張冬冬;陳雪嬌;戚智勇;周晚來;林偉;楊睿;王虹;李杰
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院都市農業研究所
• 主分類號: A01G24/22
• 分類號: A01G24/22;A01G24/23;B09B3/00
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙) 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

本發明提供一種利用過熱蒸汽將園林廢棄物轉化為基質材料的方法，屬于廢物處理技術，包括步驟：在反應器內填充園林廢棄物后，使用高溫的過熱蒸汽對園林廢棄物進行加熱；過熱蒸汽在反應器內與園林廢棄物接觸，快速將熱量傳遞給園林廢棄物，園林廢棄物快速升溫并進行選擇性裂解反應，絕大多數具有植物毒性的物質被降解，園林廢棄物經過反應后產生的易揮發物質隨尾氣排出反應器，固體產物被分離用作基質原材料；分離后的尾氣被重新通過加熱裝置變為高溫的過熱蒸汽重新用以加熱園林廢棄物使之發生相關反應。本發明的過熱蒸汽作為熱源驅動的裂解過程加熱效率高，并且出口處的過熱蒸汽通過控制可以完全循環，經過再次加熱后繼續作為熱源使用。

技術領域

本發明屬于廢物處理技術領域，具體涉及一種利用過熱蒸汽將園林廢棄物轉化為基質材料的方法。

背景技術

園林廢棄物每年產量巨大，對環境會造成極大的污染且不好處理。傳統的裂解技術是將有機物置于密閉無氧或低氧的環境內，通過一定的溫度和壓力，將其轉化為生物碳、生物油或生物氣等產品，當前也有少量的研究試圖利用裂解技術將生物質轉化為一種可以替代泥炭的產品，但將園林廢棄物用作原料的研究很少。

現有技術很難將園林廢棄物轉化成基質原料，或者說無法定向的去除園林廢棄物中的某些成分，從而產生的產品不能作為基質使用。常規的熱源對反應原料的加熱模式相較于過熱蒸汽存在加熱效率低，且熱量無法回收等缺點。

生物質的裂解過程通常需要外界供給能量用以維持反應的發生，常用的供熱方式是先給爐壁加熱，再通過爐壁將熱量傳遞給有機物。由于氣體的熱容較低，很少有使用氣體作為反應熱源的。而過熱蒸汽相比較一般的氣體，熱容大得多，并且過熱蒸汽對有機物的傳熱也更加容易，因此使用過熱蒸汽作為熱源加熱有機物可以極大的降低熱量的損耗并且提高反應效率。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用過熱蒸汽將園林廢棄物轉化為基質材料的方法，以解決上述背景技術中提出的問題；本發明使用更高效的傳熱媒介(過熱蒸汽)加快反應過程，并且該傳熱媒介可以更好的回收利用，從而降低了這個過程的能耗。使用過熱蒸汽處理，對園林廢棄物的理化性質進行改變，變成基質的原料。

本發明的目的通過下述技術方案予以實現：一種利用過熱蒸汽將園林廢棄物轉化為基質材料的方法，包括以下步驟：

S101：在反應器內填充園林廢棄物后，使用高溫的過熱蒸汽對園林廢棄物進行加熱；

S102：過熱蒸汽在反應器內與園林廢棄物接觸，快速將熱量傳遞給園林廢棄物，園林廢棄物快速升溫并進行選擇性裂解反應，絕大多數具有植物毒性的物質被降解，園林廢棄物經過反應后產生的易揮發物質隨尾氣排出反應器，固體產物被分離用作基質原材料，通過控制氣體流速使得釋放一定熱量后的過熱蒸汽溫度大于100℃，即尾氣溫度大于100℃；

S103：分離后的尾氣被重新通過加熱裝置變為高溫的過熱蒸汽重新用以加熱園林廢棄物使之發生相關反應。

作為優選，步驟S101中，所述過熱蒸汽選擇溫度超過100℃的高溫水蒸氣。

作為優選，步驟S101中，所述園林廢棄物選擇城市綠化過程中綠色植物產生的葉子枝條的廢棄物。

作為優選，步驟S101中，高溫的過熱蒸汽的產生過程如下：首先使用蒸汽發生器產生溫度100-120℃的蒸汽，產生的蒸汽通過加熱裝置快速升溫至101-1000℃，之后通入反應器。

作為優選，步驟S101中，所述加熱裝置為電磁加熱裝置。

作為優選，步驟S102中，所述選擇性裂解反應的時間1-60min。

作為優選，步驟S102中，通過控制氣體流速使得釋放一定熱量后的過熱蒸汽溫度100℃。