一种有机固体废弃物经同步炭化、活化制备吸附剂的方法技术

本发明专利技术提供了一种有机固体废弃物经同步炭化、活化制备吸附剂的方法，所述方法包括以下步骤：将有机固体废弃物混合后热干化，然后进行造粒，再依次进行炭化、活化，所述炭化和活化为同步操作，得到活性炭吸附剂。本发明专利技术所述方法通过将多源有机固体废弃物热干化、造粒后同步进行炭化、活化，实现难降解多源有机固废的分解处理，并生成活性炭吸附剂，实现废弃物的资源化利用，产品利用价值高；所述方法中炭化、活化同步进行，能够简化处理工艺，降低处理成本，扩展其应用范围。扩展其应用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种有机固体废弃物经同步炭化、活化制备吸附剂的方法


[0001]本专利技术属于固体废弃物资源化
，涉及一种有机固体废弃物经同步炭化、活化制备吸附剂的方法。

技术介绍

[0002]随着现代工业和社会的不断发展，在生产生活中会产生各类固体废弃物，例如，随着污水处理厂的普及，污水处理过程产生的剩余污泥也随之增多，但是污泥的处理相较于污水处理更为困难；农业林业作为基础产业，其生产过程中会产生大量有机废弃物，上述固体废弃物如果处理不当，会产生严重的环境污染风险，传统的处理方式主要为焚烧，比如以秸秆、污泥、沼渣为单独原料的焚烧技术，可以最大限度的对有机固废进行减量，并产生能源，但由于多源有机固体废弃物成分复杂，协同焚烧受到焚烧炉型限制，通常也不允许混烧，所以在实际处理过程中会存在垃圾焚烧厂、火力发电厂、水泥厂等不愿接收的情况。
[0003]对于固体废弃物的处理，可以采用好氧堆肥技术进行协同处理，在调节含水率的同时达到最适发酵条件，但以污泥、沼渣为原料的有机肥不能农用，只能用于园林用肥，使得该技术受到很大限制。热解炭化技术被认为是一种清洁化的热处理方式，其在无氧条件下进行，不会产生二噁英等有毒有害气体，同时会产生富含单质炭的固体，起到固碳作用，此时的生物炭产物可用作吸附剂，相比传统的工业生产的活性炭，以有机固体废弃物为原料生产的活性炭价格低廉，变废为宝，但单独的热解炭化工艺难以实现多源有机固体废弃物的充分处理，可能会存在分解不完全、产品性能差等问题。
[0004]CN 107188386A公开了一种利用污水厂剩余污泥制备生物炭的方法，该方法包括：将污水厂剩余污泥进行湿热水解，通入高温蒸汽，在高压状态下加入HCl作催化剂，将有机物分解，得到液态状泥水混合物；再通过强制通风槽式好氧发酵进行生物干化，降低含水率；将干化后的污泥脱水使其含水率降低至38～40％；脱水后的污泥进行炭化制备成生物炭；再将炭化后的产物与稀HCl混合，去除无机杂质，进行生物炭的活化；该方法中对剩余污泥的处理包括湿热水解、生物干化、炭化和活化等步骤，操作步骤众多，且湿热水解的操作较为重要，并非只经过炭化和活化即可实现，且炭化和活化是分为不同步骤进行，具体操作受待处理原料影响较大。
[0005]CN 103130223A公开了一种利用城市固体废弃物作为原料制备活性炭的方法，该方法选择城市固体废弃物作为原料；将原料进行预处理，包括干燥、粉碎、过筛，称取经过预处理的炭质原料，在炭化料中加入KOH粉末，再加入过量去离子水，置于烘箱中干燥；将经过预处理的样品放入在瓷盅内，放入热解炉的石英管中，在通入氮气作为保护气的情况下，开始升温，并在此温度下热解，得到活性炭样品。该方法中针对固体废弃物的处理主要是包括热解炭化操作，操作步骤较为单一，可处理的废弃物种类及处理效果有效。
[0006]综上所述，对于多种类有机固体废弃物的资源化利用，还需根据原料的种类及来源，选择合适的炭化及活化工艺，并调节工艺操作步骤，实现有机固体废弃物的高效分解，得到高性能的吸附剂产品，且简化操作步骤，降低成本。

技术实现思路

[0007]针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种有机固体废弃物经同步炭化、活化制备吸附剂的方法，所述方法通过将多源有机固体废弃物热干化、造粒后同步进行炭化、活化，实现难降解多源有机固废的分解处理，并生成活性炭吸附剂，实现废弃物的资源化利用，利用价值高，同时能够简化处理工艺，降低处理成本，有利于推广应用。
[0008]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]本专利技术提供了一种有机固体废弃物经同步炭化、活化制备吸附剂的方法，所述方法包括以下步骤：
[0010]将有机固体废弃物混合后热干化，然后进行造粒，再依次进行炭化、活化，所述炭化和活化为同步操作，得到活性炭吸附剂。
[0011]本专利技术中，由于有机固体废弃物来源的多样性，多种类有机固废成分复杂，难以共同处理，因而本专利技术中将多源有机固体废弃物混合后预处理，主要是经热干化和造粒，初步脱除水分，并形成均匀颗粒，再进行热解炭化及活化，通过炭化、活化将有机固废分解，不会产生有毒有害产物，还能够得到吸附剂产品，实现有机固体废弃物的资源化利用，且炭化活化同步进行，能够简化处理工艺，降低处理成本，扩展其应用范围。
[0012]以下作为本专利技术优选的技术方案，但不作为本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本专利技术的技术目的和有益效果。
[0013]作为本专利技术优选的技术方案，所述有机固体废弃物的种类包括农业林业产生的有机废弃物、污水处理厂剩余污泥或厌氧发酵产生的沼渣中至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：农业林业产生的有机废弃物和污水处理厂剩余污泥的组合，农业林业产生的有机废弃物和厌氧发酵产生的沼渣的组合，农业林业产生的有机废弃物、污水处理厂剩余污泥和厌氧发酵产生的沼渣的组合等。
[0014]优选地，所述有机固体废弃物中农业林业产生的有机废弃物的干重占比不小于50％，例如50％、55％、60％、65％、70％、75％或80％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0015]本专利技术中，待处理的多源有机固体废弃物中，选择农业林业产生的有机废弃物并占较大比重，主要是由于农业林业产生的有机废弃物灰分含量低、热值高，有助于促进混合物料的炭化、活化反应的进行，提高最终炭产品的品质；同时由于农业林业产生的有机废弃物相比椰壳、原木等原料成本更低，能够降低最终产品的生产成本。
[0016]优选地，所述有机固体废弃物的含水率小于70wt％，例如25wt％、30wt％、40wt％、50wt％、55wt％、60wt％或70wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0017]作为本专利技术优选的技术方案，所述有机固体废弃物热干化前先进行破碎。
[0018]优选地，所述破碎的方式包括铡切式破碎和/或锤片式破碎。
[0019]优选地，所述破碎方式根据物料种类确定，破碎后的粒径小于2mm，例如2mm、1.8mm、1.5mm、1.2mm、1mm、0.8mm或0.5mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0020]作为本专利技术优选的技术方案，所述热干化为采用滚筒干化方式。
[0021]优选地，所述热干化所用烟气的温度为230～380℃，例如230℃、250℃、280℃、300
℃、330℃、350℃或380℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；热干化后有机固体废弃物的温度不高于65℃，例如30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃或65℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0022]优选地，所述热干化后有机固体废弃物的含水率小于15wt％，例如5wt％、6wt％、8wt％、10wt％、12wt％、14wt％或15wt％等，但并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机固体废弃物经同步炭化、活化制备吸附剂的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：将有机固体废弃物混合后热干化，然后进行造粒，再依次进行炭化、活化，所述炭化和活化为同步操作，得到活性炭吸附剂。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机固体废弃物的种类包括农业林业产生的有机废弃物、污水处理厂剩余污泥或厌氧发酵产生的沼渣中至少两种的组合；优选地，所述有机固体废弃物中农业林业产生的有机废弃物的干重占比不小于50％；优选地，所述有机固体废弃物的含水率小于70wt％。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述有机固体废弃物热干化前先进行破碎；优选地，所述破碎的方式包括铡切式破碎和/或锤片式破碎；优选地，所述有机固体废弃物破碎后的粒径小于2mm。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的方法，其特征在于，所述热干化为采用滚筒干化方式；优选地，所述热干化所用烟气的温度为230～380℃，热干化后有机固体废弃物的温度不高于65℃；优选地，所述热干化后有机固体废弃物的含水率小于15wt％。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的方法，其特征在于，所述造粒的方式包括平模造粒或环模造粒；优选地，所述造粒后得到的有机固体废弃物颗粒的粒径为3～8mm。6.根据权利要求1
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5任一项所述的方法，其特征在于，所述炭化、活化在同一设备内进行，所述炭化、活化的设备包括炭化炉；优选地，所述炭化炉包括炭化区和活化区；优选地，所述炭化炉还包括燃烧区。7.根据权利要求1
‑
6任一项所述的方法，其特征在于，所述炭化的温度为400～600℃，炭化的时间为15～30min；优选地，所述炭化后得到的产物包括生物质炭。8.根据权利要求1
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7任一项所述的方法，其特征在于，所述活化...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟尧，王凯军，常风民，李续磊，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：