[发明专利]一种生物质废弃物低温湿热碳化处理方法和系统

权利要求书

1.一种生物质废弃物低温湿热碳化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

①.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则不需要预处理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与反应催化剂进行混合；

③.对混合后的生物质废弃物进行预热处理，使所述生物质废弃物的温度升至160℃；

④.将预热后的生物质废弃物送入温度控制在160～260℃的高压反应釜中滞留0.5～1h，反应生成的组份中包括生物炭和含有无机盐成分的碳化液；

⑤.为反应釜中物料加热的设施是以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，将反应釜内的温度控制在设定温度；

⑥.通过板框压滤机脱水得到含水率低于30％的生物炭和碳化液，碳化液以鸟粪石法处理获得磷酸镁铵结晶可加工氮磷复合肥出售，使用硫化钠稳定碳化液中存在的重金属离子，无害化处理后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，剩余大部分供其他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。

2.根据权利要求1所述的一种生物质废弃物低温湿热碳化处理方法，其特征在于：所添加的催化剂为1％至5％的乙酸、丙酸、丁酸或者柠檬酸，或无机酸。

3.根据权利要求1所述的一种生物质废弃物低温湿热碳化处理方法，其特征在于：使用鸟粪石结晶法回收所述碳化液中的铵氮和磷酸根离子；使用硫化钠沉淀所述碳化液中的重金属离子。

4.一种生物质废弃物低温湿热碳化处理系统，其特征在于，包括：

①.超高压垃圾压榨机，用于生物质废弃物的预处理；

②.加压输送装置，用于将经过预处理或者其他不需要预处理的生物质废弃物和反应催化剂输送至混合装置；

③.热交换器，用于对经所述混合装置混合完成的生物质废弃物进行预热；

④.高压反应釜，用于预热后的生物质废弃物进行低温湿热碳化反应；

⑤.位于所述高压反应釜顶部的可调式泄压阀，用于使在所述高压反应釜中形成的高温碳化产物进入所述热交换器中降温；

⑥.生物炭机械脱水装置，用于对降温后的碳化产物进行过滤得到生物炭和碳化液；

⑦.生物炭燃烧供热装置，包括装满加热油的吸热盘管和将高温加热油泵入高压反应釜加热盘管的循环油泵，借助于温度控制装置，利用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℃后通过所述循环油泵输入所述高压反应釜的加热盘管中，将所述高压反应釜内的温度控制在设定温度。

5.根据权利要求4所述的低温湿热碳化处理系统，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，或无机酸。

6.根据权利要求4所述的低温湿热碳化处理系统，其特征在于：常温的生物质废弃物浆料或湿组分物料和从高压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高压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。