用有机废弃物和活性焦制备沙化退化土壤改良剂的设备.pdf

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1、(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201420423324.1 (22)申请日 2014.07.29 C09K 17/04(2006.01) C10B 53/00(2006.01) (73)专利权人 密西西比国际水务有限公司 地址 美国纽约州谷溪区林肯大街 305 号 20 单元 专利权人 亚马逊生物炭科技有限公司 (72)发明人 张大伟 (74)专利代理机构 中科专利商标代理有限责任 公司 11021 代理人 宋焰琴 (54) 实用新型名称 用有机废弃物和活性焦制备沙化退化土壤改 良剂的设备 (57) 摘要 一种用有机废弃物和活性焦制备沙化退化土 壤改良剂的设备， 包括。

2、 ： 预处理设备、 输送设备、 干馏设备、 汽体净化分离设备、 油水分离设备、 污 水处理设备、 储油设备、 冷却设备、 混合设备、 除尘 设备、 气体高温热解管、 余热回收设备 ； 用于预处 理有机废弃物的预处理设备通过输送设备与干馏 设备的进料端连接 ； 干馏设备的燃气来自外燃料 气， 干馏设备产生的混合气体经汽体净化分离设 备分离， 分离出的可燃气返回至干馏设备 ； 汽体 净化分离设备的一端连接油水分离设备， 另一端 连接喷淋水 ； 油水分离设备分离出的排水输送至 污水处理设备， 分离出的第二生物质油输送至储 油设备 ； 本实用新型实现了有机废弃物和活性焦 粉的资源化利用， 保护环境， 。

3、促进经济良性循环。 (51)Int.Cl. (ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 (10)授权公告号 CN 204211685 U (45)授权公告日 2015.03.18 CN 204211685 U 1/1 页 2 1. 一种用有机废弃物和活性焦制备沙化退化土壤改良剂的设备， 其特征是 ： 用于预处理有机废弃物 (1) 的预处理设备 (2) 通过输送设备 (3) 与干馏设备 (4) 的进 料端连接 ； 干馏设备(4)的燃气来自外燃料气(21)， 干馏设备(4)产生的混合气体(11)经汽体。

4、净 化分离设备 (12) 分离， 分离出的可燃气 (13) 返回至干馏设备 (4) ； 汽体净化分离设备 (12) 的一端连接油水分离设备 (14)， 另一端连接喷淋水 (17) ； 油水分离设备 (14) 分离出的排水 (15) 输送至污水处理设备 (16)， 分离出的第二生物 质油 (20) 输送至储油设备 (19) ； 干馏设备 (4) 在处理有机废弃物时排出的有机炭 (5) 经冷却设备 (6) 输送至混合设备 (7) 与活性焦粉 (8) 进行混合， 得到土壤改良剂 (9) ； 干馏设备 (4) 在处理有机废弃物时排出的第一生物质油 (18) 输送至储油设备 (19) ； 干馏设备 (4。

5、) 在处理有机废弃物时产生的粉尘和气体 (22) 经除尘设备 (23) 处理后输 送到气体高温热解管 (24) 与烟气 (25) 混合热解处理去除气味， 经余热回收设备 (26) 回收 余热后的烟气输送到烟囱 (27) 排放。 2. 根据权利要求 1 所述用有机废弃物和活性焦制备沙化退化土壤改良剂的设备， 其 中， 气体高温热解管为耐高温不锈钢管。 3. 根据权利要求 1 所述用有机废弃物和活性焦制备沙化退化土壤改良剂的设备， 其 中， 气体高温热解管本体直径为两端烟气管接口直径的 1.5-2 倍， 两端烟气管接口直径为 气体管接口直径的 1.5-2 倍。 权 利 要 求 书 CN 20421。

6、1685 U 2 1/5 页 3 用有机废弃物和活性焦制备沙化退化土壤改良剂的设备 技术领域 0001 本实用新型涉及一种用有机废弃物和活性焦制备沙化退化土壤改良剂的设备。 背景技术 0002 我国每年产生有机废弃物数量巨大， 据统计， 仅北京市 2013 年就产生污水处理厂 污泥 100 万吨、 生活垃圾 1000 万吨、 园林废弃物 400 万吨全世界每年有超过 10 亿吨的有机 废弃物。 0003 有机废弃物包括 ： 城市生活垃圾中的有机物 ； 农业的农作物秸秆、 菜根、 菜叶 ； 畜 牧养殖业的畜禽粪便、 垫草、 剩余饲料 ； 酿造业及食品加工业废弃物 ； 污水处理厂污泥， 园 林绿化。

7、产生的枯枝、 落叶、 草屑、 花败及其它绿化修剪物等等。如何处理这些有机废弃物成 为城市发展中的棘手问题。 0004 传统的有机废弃物处理方法， 不但老问题得不到解决， 又产生一些新问题。例如 ： 垃圾、 污泥、 秸秆等焚烧处理释放二恶英、 呋喃等有毒气体和有害的炉渣及灰尘等 ； 垃圾、 污 泥等填埋不仅占用大量土地， 而且排放臭味和沼气， 且不能根除污染， 填埋残余物一旦暴露 出来， 其扩散和污染的速度远远大于不填埋， 某种程度上说是一种污染的转移甚至加剧。 0005 我国土地沙化、 退化非常严重， 全国沙化土地面积达 170 多万平方公里， 占国土面 积的 18， 而且， 沙化土地面积还在。

8、以每年 3000 多平方公里的速度在增加， 严重危及中华 民族生存空间。 0006 土壤沙化、 退化的最主要的原因是土壤中缺乏有机质和炭。据测算， 仅我国沙化、 退化土壤改良， 就需要有机质 17 亿吨。而改良沙化、 退化土壤的出路就是增加土壤中的有 机质。 0007 活性焦是一种很好的污水处理材料， 但是， 处理污水的活性焦要求粒径为 1-8mm， 使用粒径 1mm 以下的活性焦造成料层阻力过高， 甚至会堵塞过滤层， 增加水泵的耗电。而 且， 粒径 1mm 以下的活性焦粉在活性焦再生过程中会大部分随气体流失， 增加水处理成本。 因此， 在活性焦生产过程中， 需要将粒径 1mm 以下的活性焦粉。

9、筛出来， 筛出来的粒径小于 1mm 的活性焦粉成为废弃物。 0008 牛粪、 秸秆、 污泥、 垃圾等用传统的工艺生产的堆肥， 虽然有机质含量高和含有促 进植物生长的养分， 虽然也能起到土壤改良作用， 由于炭含量低和比表面积低， 无法起到缓 冲肥料养分释放和土壤孔隙调节作用 ； 无法提高土壤的阳离子有效性。 无法提高地温， 无法 加速生根， 无法增加土壤团粒结构， 无法提高抗御风蚀能力， 保无法持土壤水分， 无法增加 抗逆性。而活性焦虽然含碳量高和比表面积大， 由于缺少有机质含量高和含有促进植物生 长的养分， 无法增加土壤中的惰性钙 ； 无法增加土壤中的有机质 ； 无法增加土壤中的速效 养分， 。

10、无法促进作物生长。 0009 一方面大量的沙化、 退化土地需要土壤改良剂进行改良 ； 另一方面， 城市生活、 农 业、 畜牧业等产生大量的有机废弃物无法处理 ； 活性焦行业产生大量的活性焦粉无法处理 ； 不仅造成巨大的资源浪费， 还严重污染环境。 说 明 书 CN 204211685 U 3 2/5 页 4 实用新型内容 0010 本实用新型的目的是提供一种用于制备沙化退化土壤改良剂的设备， 以适应采用 有机废弃物为原料制备沙化退化土壤改良剂。 0011 为实现上述目的， 本实用新型提供的用于制备沙化退化土壤改良剂的设备 ： 0012 用于预处理有机废弃物的预处理设备通过输送设备与干馏设备的进。

11、料端连接 ； 0013 干馏设备的燃气来自外燃料气， 干馏设备产生的混合气体经汽体净化分离设备分 离， 分离出的可燃气返回至干馏设备 ； 0014 汽体净化分离设备的一端连接油水分离设备， 另一端连接喷淋水 ； 0015 油水分离设备分离出的排水输送至污水处理设备， 分离出的第二生物质油输送至 储油设备 ； 0016 干馏设备在处理有机废弃物时排出的有机炭经冷却设备输送至混合设备与活性 焦粉进行混合， 得到沙化退化土壤改良剂 ； 0017 干馏设备在处理有机废弃物时排出的第一生物质油输送至储油设备 ； 0018 干馏设备在处理有机废弃物时产生的粉尘和气体经除尘设备处理后输送到气体 高温热解管与。

12、烟气混合热解处理去除气味， 经余热回收设备回收余热后的气体输送到烟囱 排放。 0019 所述的设备中， 气体高温热解管为耐高温不锈钢管， 外面有隔热层， 气体高温热解 管本体直径为两端烟气管接口直径的 1.5-2 倍， 两端烟气管接口直径为气体管接口直径的 1.5-2 倍。 0020 本实用新型以有机废弃物 ( 即 ： 城市生活垃圾中的有机物 ； 农业的农作物秸秆、 菜 根、 菜叶 ； 畜牧养殖业的畜禽粪便、 垫草、 剩余饲料 ； 酿造业及食品加工业废弃物 ； 污水处理 厂污泥， 园林绿化产生的枯枝、 落叶、 草屑、 花败及其它绿化修剪物等 ) 和活性焦行业的废 弃物 ( 活性焦粉 ) 为原料。

13、， 制备沙化退化土壤改良剂。用活性焦粉补充有机炭含碳量低、 孔 隙少、 比表面积低的弱点， 用有机炭补充活性焦缺少有机质的弱点。 使沙化退化土壤改良剂 在改良沙化退化土壤方面具有显著的功能 ： 增加土壤中的惰性钙 ； 增加土壤中的有机质 ； 增加土壤中的速效养分， 促进作物生长 ； 由于比表面积提高， 可以通过吸附作用起到缓冲肥 料养分释放和土壤孔隙调节作用 ； 提高土壤的阳离子有效性。提高地温， 加速生根， 增加土 壤团粒结构， 提高抗御风蚀能力， 保持土壤水分， 增加抗逆性。并将该沙化退化土壤改良剂 用于沙化、 退化土壤改良， 实现有机废弃物和活性焦粉的资源化利用， 保护环境， 促进经济 。

14、良性循环。 附图说明 0021 图 1 是本实用新型沙化退化土壤改良剂的制备工艺流程图 ； 0022 图 2 是图 1 中的气体高温热解管示意图。 0023 附图中符号说明 ： 0024 1 有机废弃物 ； 2 预处理设备 ； 3 输送设备 ； 4 干馏设备 ； 5 有机炭 ； 6 冷却设备 ； 7 混 合设备 ； 8 活性焦粉 ； 9 沙化退化土壤改良剂 ； 10 需要改良的土壤 ； 11 混合气体 ； 12 汽体净 化分离设备 ； 13可燃气 ； 14油水分离设备 ； 15排水 ； 16污水处理设备 ； 17喷淋水 ； 18第一生 说 明 书 CN 204211685 U 4 3/5 页 。

15、5 物质油 ； 19 储油设备 ； 20 第二生物质油 ； 21 外来燃料气 ； 22 粉尘和有味气体 ； 23 除尘设备 ； 24 气体高温热解管 ； 24-1 烟气管接口 ； 24-2 气体管接口 ； 24-3 隔热层 ； 25 烟气 ； 26 余热 回收设备 ； 27 烟囱。 具体实施方式 0025 为了使本实用新型的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合附图对本实用 新型作进一步的详细描述。 0026 以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细的描述， 应当理解， 优选实施 例仅是为了说明本实用新型， 而不是为了限制本实用新型的保护范围。 0027 本实用新型将经过预处理的有机。

16、废弃物通过输送设备送到干馏设备中进行干馏 处理制成有机炭 ( 工艺流程请参阅图 1) ： 0028 1、 有机废弃物是在干馏设备内， 密封、 无氧、 非燃烧、 高温状态下进行的化学反应， 包括汽化、 热解、 脱氢、 热缩合、 炭化等反应。有机废弃物在干馏和热分解的作用下， 将有机 废弃物转化为水蒸汽、 不凝性气体、 生物质油和有机炭。 0029 2、 有机废弃物在干馏过程中产生的混合汽体输送到汽体净化分离设备中， 汽体净 化分离设备内有喷淋水 ； 汽体净化分离设备内的喷淋水将干馏设备排出的混合汽体进行冷 凝、 净化、 分离处理。 0030 3、 干馏设备在加工有机废弃物过程中泄漏出的粉尘和有味。

17、气体输送到除尘设备 处理后， 再通过气体高温热解管的气体进口输送到气体高温热解管中， 将 , 有味气体在气 体高温热解管与高温烟气混合， 进行热解处理去除气味 ； 气体高温热解管另一端的烟气管 接口与余热回收设备连接， 经余热回收设备回收余热后的烟气输送到烟囱排放。 0031 4、 干馏设备在加工有机废弃物过程中， 使用外来燃料气和可燃气燃烧后产生的高 温烟气经过气体高温热解管后进入余热回收设备， 余热回收设备将高温烟气中的余热进行 回收， 经过余热回收设备处理后的烟气由烟囱排放。 0032 5、 干馏设备在加工有机废弃物过程中排出的第一生物质油输送至储油设备 0033 三、 汽体净化分离设备。

18、排出的可燃气作为干馏设备的燃料。汽体净化分离设备排 水经过油水分离设备处理后， 输送到污水处理设备进行处理， 油水分离器排出的第二生物 质油输送至储油设备。 0034 四、 将制成的有机炭进行冷却后与活性焦粉按重量比 1:0.1-0.3 混合制成沙化退 化土壤改良剂。在本实用新型的一个实施例中， 活性焦粉为用兰炭生产、 粒径小于 3mm 的活 性焦。 0035 在本实用新型的一个实施例中， 将沙化退化土壤改良剂按每亩 2-6 吨均匀地撒在 地表面， 然后将地表面深度为 300mm 的土与土壤改良剂进行翻混。或按土与土壤改良剂体 积比 25-75:1 混合使用。 0036 本实用新型的有机废弃物。

19、是指城市生活垃圾中的有机物 ； 农业的农作物秸秆 ； 畜 牧养殖业的畜禽粪便、 垫草 ； 食品加工业的椰壳、 果壳 ； 污水处理厂污泥， 园林绿化产生的 枯枝、 落叶、 草屑、 花败及其它绿化修剪物等。 0037 本实用新型的沙化退化土壤改良剂在改良沙化退化土壤方面具有显著的功能 ： 0038 增加土壤中的惰性钙 ； 说 明 书 CN 204211685 U 5 4/5 页 6 0039 增加土壤中的有机质 ； 0040 增加土壤中的速效养分， 促进作物生长 ； 0041 提高土壤的阳离子有效性 ； 0042 提高地温， 加速生根， 增加土壤团粒结构， 提高抗御风蚀能力， 保持土壤水分， 增 。

20、加抗逆性 ； 0043 由于沙化退化土壤改良剂比表面积提高， 可以通过吸附作用起到缓冲肥料养分 释放和土壤孔隙调节作用 ； 0044 将该沙化退化土壤改良剂用于沙化、 退化土壤改良， 实现有机废弃物和活性焦 粉的资源化利用， 保护环境， 促进经济良性循环。 0045 以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细的描述， 应当理解， 优选实施 例仅是为了说明本实用新型， 而不是为了限制本实用新型的保护范围。 0046 本实用新型用于制备沙化退化土壤改良剂的设备包括 ： 0047 预处理设备、 输送设备、 干馏设备、 汽体净化分离设备、 油水分离设备、 污水处理设 备、 储油设备、 冷却设备、 混。

21、合设备、 除尘设备、 气体高温热解管、 余热回收设备。 0048 具体地说， 用于预处理有机废弃物 1 的预处理设备 2， 通过输送设备 3 与干馏设备 4 的进料端连接， 干馏设备 4 的燃气来自外燃料气 21， 干馏设备 4 产生的混合气体 11 经汽 体净化分离设备 12 分离， 分离出的可燃气 13 返回至干馏设备 4 ； 0049 汽体净化分离设备12的一端连接油水分离设备14， 另一端连接喷淋水17 ； 油水分 离设备14分离出的排水15输送至污水处理设备16， 分离出的第二生物质油20输送至储油 设备 19 ； 0050 干馏设备 4 在处理有机废弃物时排出的有机炭 5 经冷却设。

22、备 6 输送至混合设备 7 与活性焦粉 8 进行混合， 得到沙化退化土壤改良剂 9 ； 0051 干馏设备 4 在处理有机废弃物时排出的第一生物质油 18 输送至储油设备 19 ； 0052 干馏设备 4 在处理有机废弃物时产生的粉尘和气体 22 经除尘设备 23 处理后输送 到气体高温热解管 24 与烟气 25 混合热解处理去除气味， 经余热回收设备 26 回收余热后的 烟气输送到烟囱 27 排放。本实用新型的一个实施例中的气体高温热解管 24 如图 2 所示， 为耐高温不锈钢管， 外面有隔热层 24-3， 两端的管道直径为 300mm-500mm， 长度为 300mm， 中 间的本体管道直。

23、径为 600mm-800mm， 长 1500mm-2000mm， 靠近烟气进气的一端有气体管接口 24-2。 0053 本实用新型上述设备中， 先将有机废弃物1采用预处理设备2进行预处理， 预处理 设备 2 为公知设备 ； 经过预处理的有机废弃物 1 通过输送设备 3 送到干馏设备 4 中制成有 机炭 5。输送设备 3 为公知设备。干馏设备 4 为公知设备， 可以采用 “一种制造生物炭的装 置” ( 专利号 ZL 2010 20562292.5， 授权公告号 CN201825737U)。 0054 有机废弃物1是在干馏设备4中密封、 无氧、 非燃烧、 高温状态下进行的化学反应， 包括汽化、 热。

24、解、 脱氢、 热缩合、 炭化等反应。有机废弃物 1 在干馏和热分解的作用下， 将有 机物转化为水蒸汽、 不凝性气体、 生物质油和有机炭。 0055 有机废弃物 1 在干馏过程中产生的混合汽体 11 输送到汽体净化分离设备 12 中， 汽体净化分离设备 12 内有喷淋水 17， 汽体净化分离设备 12 为公知设备。汽体分离净化设 备 12 内的喷淋水 17 将干馏设备 4 排出的混合汽体 11 进行冷凝、 净化、 分离处理。 说 明 书 CN 204211685 U 6 5/5 页 7 0056 干馏设备 4 在加工有机废弃物 1 过程中泄漏出的粉尘和有味气体 22 输送到除尘 设备23处理后，。

25、 再输送到气体高温热解管24， 然后经余热回收设备26回收余热后的烟气输 送到烟囱 27 排放。除尘设备 23 为公知设备。气体高温热解管 24 的作用是将经过粉尘和 有味气体 22 在气体高温热解管 24 与高温烟气混合， 进行热解处理去除气味。气体高温热 解管 24 的设有气体进口 24-1 的一端与除尘器连接， 气体高温热解管 24 的另一端与余热回 收设备 26 连接。 0057 干馏设备 4 在加工有机废弃物 1 过程中， 使用外来燃料气 21 和可燃气 13 燃烧后 产生的高温烟气25经过气体高温热解管24后进入余热回收设备26， 余热回收设备26将高 温烟气 25 中的余热进行回。

26、收， 经过余热回收设备 26 处理后的烟气由烟囱 27 排放。余热回 收设备 26 为公知设备。 0058 干馏设备 4 在加工有机废弃物 1 过程中排出的生物质油 1 输送的储油设备 19， 储 油设备 19 为公知设备。 0059 汽体净化分离设备 12 处理混合汽体 11 后排出的可燃气 13 作为干馏设备 4 的燃 料。汽体净化分离设备 12 的排水输送到油水分离设备 14 进行处理， 油水分离设备 14 的排 水 15 采用污水处理设备 16 进行处理， 油水分离设备 14 排出的生物质油 2 输送的储油设备 19。油水分离设备 14 和污水处理设备 16 为公知设备。 0060 将。

27、制成的有机炭5经过冷却设备6进行冷却后(40以下)， 输送到混合设备7， 将 活性焦粉8加入混合设备7。 将有机炭5与活性焦粉8按重量比1:0-0.3的比例混合， 制成沙 化退化土壤改良剂9。 混合设备7为公知设备， 冷却设备6也是公知设备， 可以采用 “一种回 转式高温活性焦冷却设备” ( 专利号 ZL 2007 1 0100241.3， 授权公告号 CN 101318650B)。 0061 将沙化退化土壤改良剂 9 按每亩 2.5-6 吨均匀地撒在需要改良的土壤 10 的表面， 然后将需要改良的土壤表面深度为300mm的土与撒在上面的沙化退化土壤改良剂9进行翻 混。或按需要改良的土壤与沙化退化土壤改良剂按体积比 25-75:1 的比例混合使用， 实现 对沙化退化土壤的改良。 说 明 书 CN 204211685 U 7 1/2 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 204211685 U 8 2/2 页 9 图 2 说 明 书 附 图 CN 204211685 U 9 。