一种实现农林固废无氧炭化的资源化方法技术

本发明专利技术公开了一种实现农林固废无氧炭化的资源化方法，包括农林固废，所述资源化方法是将农林固废浸没在高温液体中，通过在隔绝空气的高温液体的作用下进行加热裂解，使农林固废被炭化成木炭，同时释放出焦油和可燃气体。本发明专利技术不仅能显著降低农林固废进行炭化所需要的能耗，而且能显著缩短炭化所需要的时间；同时还可以将产生的木焦油及可燃气体进行回收利用，具有节能环保优点，对实现农林固废的资源化利用具有重要经济价值和深远社会意义。

【技术实现步骤摘要】
一种实现农林固废无氧炭化的资源化方法
本专利技术是涉及一种实现农林固废无氧炭化的资源化方法，属于废弃物资源化回收利用

技术介绍
农林固废的种类非常多，主要包括：农作物秸秆、稻壳、树枝、树皮、树叶、树根、造纸剩下的木质素、草、甘蔗渣、酿酒渣、中药提炼后的渣、牲畜干粪便等。随着城市和农村的发展，这些农林固废的量越来越大，不仅在农村而且城市的量也越来越多，如城市的树枝的量、枯草的量等；农村的秸秆、稻壳等。据统计，我国每年产生的农林固废高达八亿吨！虽然这些农林固废都是可以利用的资源，但由于没有有效地解决环保利用的技术问题，目前没有得到有效地利用。另外，随着我国环保要求的不断提高，原来可以直接焚烧的农林固废现在不允许直接焚烧。为了充分有效的利用农林固废，防止农林固废的焚烧，我国制定了相应的法规，如禁止焚烧秸秆等。有的地区如江苏省张家港市对环保利用秸秆每亩补贴200-400元。又如：江苏省扬州市对城市产生的树枝环保利用每吨补贴300元。目前最有效的利用方法是将农林固废先进行炭化处理，再以木炭的形式利用。由于木炭的燃烧值远大于农林固废，同时在燃烧过程中减少了污染，是一种有效环保利用的方法。但在炭化的过程中也会产生相应的污染，特别是在炭化过程中需要消耗大量的能源，甚至消耗的能源还大于所得到的木炭的燃烧值，如：将树枝进行炭化成木炭，虽可以用于烧烤、发电，但现在炭化的时间长达三天三夜，炭化所得到的木炭的发热量还不够在炭化过程中所消耗的能量，得不偿失！特别是在炭化的过程中，由于空气的存在，有时候会自燃一部分，降低了木炭的发热量。因此，农林固废的高效炭化是人类有效利用的难题，如何有效地进行环保、高效的农林固废的炭化技术，显得越来越重要。因此，本领域急需研发一种既清洁环保，且能耗和成本低，资源利用率高，尤其可解决裂解釜内易结垢、结焦这个世界性技术难题的有关农林固废的资源化方法，这将对农林固废的资源化利用具有重要经济价值和深远社会意义。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题和需求，本专利技术的目的是提供一种既清洁环保，且能耗和成本低，资源利用率高，尤其可解决裂解釜内易结垢、结焦这个世界性技术难题的，能实现农林固废无氧炭化的资源化方法。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种实现农林固废无氧炭化的资源化方法，包括农林固废，所述资源化方法是将农林固废浸没在高温液体中，通过在隔绝空气的高温液体的作用下进行加热裂解，使农林固废被炭化成木炭，同时释放出焦油和可燃气体。本专利技术通过将农林固废浸泡在高温液体里，使农林固废与空气隔绝，处于无氧状态进行炭化，从而避免了燃烧值降低。同时，由于高温液体的密度是空气的八百倍，传热速度是空气的八百倍，因此可以实现农林固废的迅速炭化。以树枝为例：传统的炭化窑需要七天七夜，虽然通过钢容器可以缩短，但仍然需要三天三夜；而采用本专利技术的高温液体浸泡加热裂解技术只需要七分钟，可以使炭化速度提高几百倍。并且，由于炭化过程是处于无氧状态，所得到的木炭不与空气接触，因此不存在氧化现象，因而还可以大幅度提高木炭的燃烧值。一种优选方案，所述高温液体的温度在300～500℃之间。在此温度范围内，炭化效果最好，并且可以节省加热能源。另外，传统的炭化无法有效控制温度，致使得到的木炭燃烧值低、产品质量差，而本专利技术是采用高温液体加热，可以实现温度的精确控制。一种实施方案，所述高温液体选用金属或/和金属合金的熔融液体。所述金属和金属合金均优选熔点低的，如铅或铅合金、锡及锡合金；金属铅的熔点低，特别是铅锡合金，熔点更低；而且，铅的价格低、表面张力大，不会与油、渣、气粘附在一起；更关键的是，由于铅和/或铅合金的比重大，可使热解后产生的炭不会沉入到加热容器的底部，从而可确保不会结垢、结焦，能保持良好的导热性。一种实施方案，所述高温液体选用无机盐或/和无机碱的熔融液。所述无机盐具有价格低，无毒性的优点，如氯化锌，氯化锌的熔点是290度，完全可以满足热解所需温度的要求。所述无机碱可以选择氢氧化钠，熔点为318度，并且氢氧化钠的价格只有铅的十分之一，同时没有毒性，非常安全。通过多种碱或无机盐的混合还可以降低熔点，如通过将氢氧化钠与氢氧化钾的混合，混合后的熔点将小于318度。一种实施方案，所述高温液体选用由金属或/和金属合金的熔融液与无机盐和/或无机碱的熔融液形成的双层液体。由于金属的比重大，可以防止生成的炭沉入到加热容器的底部，确保底部绝不会结焦，同时方便出渣。上层是无机盐或碱，仍然可以达到加热的效果，但成本比金属低。一种优选方案，所述农林固废在浸没于高温液体之前进行干燥处理。由于农林固废往往含有一定的水分，在处理时与高温液体相遇会消耗大量的能源，同时当水分含量过大时会引起高温液体的膨胀，引发安全事故，因此最好对农林固废在浸泡之前进行干燥处理。一种实施方案，所述农林固废在浸没于高温液体之前进行粉碎、挤压成型。如：粉碎后的农林固废材料通过螺旋挤压机的挤压作用可以成型，如挤压成棒。挤压成棒后密度增加，可方便下一步处理。同时也有利于标准化、工业化生产操作。一种实施方案，在农林固废上施加外力，使其浸没到高温液体中进行加热。由于农林固废的比重比较小，当农林固废的比重小于高温液体时，可在农林固废上施加外力，让农林固废全部浸没在高温液体中。当高温液体的比重高于农林固废时，农林固废是飘浮于高温液体的表面，加热的面积有限。但浸没在高温液体中时，加热面积远大于飘浮于表面的面积，而加热面积越大，加热效率越高，热解速度越快，产量越大。一种实施方案，将释放出的焦油和可燃气体先引入冷凝器，然后使未被冷凝的气体直接引入气体贮存器。由于农林固废在热解后会产生焦油、可燃气体，通过冷凝可以有效地回收变废为宝，同时还可避免对空气的污染。一种实施方案，将所得到的木炭进行粉碎后加入粘接剂再次挤压成棒型和干馏处理。由于农林固废的种类繁多、成分复杂，虽然先进行了清理分类，将一些无法进行炭化的无机物如泥土等与有机物进行分类，但不能保证所有的分类都能达到要求，所以里面难免会混有一些无机物，因此通过筛选将其中的无机物分离出去，可以提高渣的燃烧值。对炭化后的木炭进行粉碎后可采用分选方法进行分离。如果是采用无机盐或碱作高温液体，将其粉碎后，可用水进行清洗，将残留的无机盐或碱分离；并且，还可以将清洗液体进行浓缩，使无机盐或碱可回收重复利用。将挤压成型的炭再进行干馏，可制成燃烧值高于原来的木炭，经济效益和社会效益更好。为了保证挤压的质量，在挤压过程中加入粘接剂，所述粘接剂可以是淀粉。在挤压成型过程中添加淀粉和/或废弃农作物，通过这种方式可以提高棒的成型强度，保证在干馏过程中不会散成粉末。与现有技术相比，本专利技术具有如下显著性有益效果：本专利技术通过创造性地采用高温液体对农林固废直接进行无氧加热，改变了千百年来的炭化方法，使农林固废在高温液体中发生热解，不仅可显著降低农林固废对环境所造成的污染和危害，真正实现农林固废无害化处理，可实现对农林固废的最大程度的资源化利用；而且加热温度可精确控制，可确保本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实现农林固废无氧炭化的资源化方法，包括农林固废，其特征在于：所述资源化方法是将农林固废浸没在高温液体中，通过在隔绝空气的高温液体的作用下进行加热裂解，使农林固废被炭化成木炭，同时释放出焦油和可燃气体。/n

【技术特征摘要】
1.一种实现农林固废无氧炭化的资源化方法，包括农林固废，其特征在于：所述资源化方法是将农林固废浸没在高温液体中，通过在隔绝空气的高温液体的作用下进行加热裂解，使农林固废被炭化成木炭，同时释放出焦油和可燃气体。


2.根据权利要求1所述的资源化方法，其特征在于：所述高温液体的温度在300～500℃之间。


3.根据权利要求1所述的资源化方法，其特征在于：所述高温液体选用金属或/和金属合金的熔融液体。


4.根据权利要求1所述的资源化方法，其特征在于：所述高温液体选用无机盐或/和无机碱的熔融液。


5.根据权利要求3或4所述的资源化方法，其特征在于：所述高温液体选用由金属或/和金属合金的熔融液与无...

【专利技术属性】
技术研发人员：王武生，
申请(专利权)人：上海广谋能源技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31