一种人粪便和厨余垃圾发酵渣水热碳化制备生物炭方法
本发明公开了一种人粪便和厨余垃圾发酵渣水热碳化制备生物炭方法，涉及有机污染物资源化利用技术领域，具有利用人粪便和厨余垃圾，获得质优价廉的生物炭产品的优点，其技术方案要点是：粪便和厨余垃圾预处理过程：将厨余垃圾投入化粪池与人粪便一起进行发酵稳定化处理，减少后续工艺产生臭味；水热碳化过程，将发酵后的浆液加入水热碳化反应器中，密闭升温至200℃左右，压力控制在2Mpa以下，并持续1~2小时，使物料碳化；待水热碳化反应器的反应仓冷却后，即可获得水与生物炭的混合产品；水和生物炭通过过滤分离，即可获得生物炭产品。
发明专利
CN202410117846.7
2024-01-29
CN117645882A
2024-03-05
C10B53/00(2006.01)
南京沿江资源生态科学研究院有限公司%北京科技大学
金璠;朱立新;李子富
211500 江苏省南京市江北新区宁六路606号C栋708室;
江苏;32
1.一种人粪便和厨余垃圾发酵渣水热碳化制备生物炭方法，其特征在于，包括以下步骤： 第一步：粪便和厨余垃圾预处理过程：将厨余垃圾投入化粪池与人粪便一起进行发酵稳定化处理，减少后续工艺产生臭味； 第二步：水热碳化过程，将发酵后的浆液加入水热碳化反应器中，密闭升温至200℃~250℃，压力控制在2Mpa以下，并持续1~2小时，使物料碳化； 第三步：待水热碳化反应器的反应仓冷却后，即可获得水与生物炭的混合产品； 第四步：水和生物炭通过过滤分离，即可获得生物炭产品。 2.如权利要求1所述的一种人粪便和厨余垃圾发酵渣水热碳化制备生物炭方法，其特征在于，在第一步和第二步之间加入混合过程，即将化粪池固态污泥与破碎后的干燥的农林废弃物按照1:1比例进行充分混合，得到混合物堆体。 3.如权利要求2所述的一种人粪便和厨余垃圾发酵渣水热碳化制备生物炭方法，其特征在于，干燥的农林废弃物主要包括秸秆、稻壳、食用菌基质、边角料、薪柴、树皮、花生壳、枝桠柴、卷皮、刨花中的一种或者多种的组合。 4.如权利要求2所述的一种人粪便和厨余垃圾发酵渣水热碳化制备生物炭方法，其特征在于，在混合过程和第二步之间加入预干燥过程，即将混合物堆体置于堆肥箱中，利用生物好氧反应使得混合物堆体干燥脱水，含水率可降至40%以下。 5.如权利要求4所述的一种人粪便和厨余垃圾发酵渣水热碳化制备生物炭方法，其特征在于，在预干燥过程后加入脱水排氧过程，即经过预干燥过程处理的混合物堆体放入水热碳化反应器的反应仓内，水热碳化反应器的反应仓内填充量大于80%，将水热碳化反应器的反应仓加热以利用产生的水蒸气将仓内残留空气充分排除，同时将含水率进一步降低到10%。 6.如权利要求4所述的一种人粪便和厨余垃圾发酵渣水热碳化制备生物炭方法，其特征在于，第二步将经过脱水排氧过程的混合物堆体在水热碳化反应器的反应仓内的温度升温至550℃的碳化温度，并持续1~2小时，使物料完成碳化；待水热碳化反应器的反应仓冷却后，即可获得混合基生物炭产品。 7.如权利要求1所述的一种人粪便和厨余垃圾发酵渣水热碳化制备生物炭方法，其特征在于，第一步中的稳定化处理是指人粪便和厨余垃圾进行常温厌氧发酵。 8.如权利要求5所述的一种人粪便和厨余垃圾发酵渣水热碳化制备生物炭方法，其特征在于，在脱水排氧过程中，水热碳化反应器的反应仓加热至150℃~200℃范围内，达到设定温度后，持续时间应不低于20分钟。 9.如权利要求6所述的一种人粪便和厨余垃圾发酵渣水热碳化制备生物炭方法，其特征在于，水热碳化反应器的反应仓内升温速度为15℃/min~30℃/min，使物料完成碳化产生的废气可以通过破碎后农林废弃物堆体过滤净化。 10.一种混合基生物炭，其特征是：针对家庭产生的主要固态废弃物，包括人粪便和厨余垃圾，经过化粪池发酵稳定化以后，含水率90-95%。