一种活化的沼渣水热碳的制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110371971A(43)申请公布日2019.10.25(21)申请号201910541363.9(22)申请日2019.06.21(71)申请人广东广垦畜牧工程研究院有限公司地址510000广东省广州市天河区粤垦路619号力达广场A2栋21楼(72)发明人伍高燕高利伟黄红辉郑宁(74)专利代理机构北京商专永信知识产权代理事务所(普通合伙)11400代理人朱艳虎吴少东(51)Int.Cl.C01B32/348(2017.01)C01B32/324(2017.01)C12P5/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种活化的沼渣水热碳的制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种活化的沼渣水热碳的制备方法和应用，将经过活化的沼渣水热碳作为添加剂投加到以畜禽粪污为发酵底物的厌氧发酵过程，实现沼渣的循环利用和厌氧发酵过程产气效率的提高。本发明的有益效果是：将沼渣回收用于厌氧发酵工程，在实现物质循环的同时开辟了沼渣的高值化利用途径；该方法成本低廉且工艺简单，无需额外购买原材料，且制备过程条件温和、能耗小、成本低；除此以外，还可提高厌氧发酵系统的沼气产量和沼气中甲烷的含量，使发酵效率更高、发酵系统稳定，解决了当前沼渣难以消纳以及畜禽粪污厌氧发酵效率低的问题。CN110371971ACN110371971A权利要求书1/1页1.一种活化的沼渣水热碳的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括如下步骤：S1、沼渣的提取：畜禽粪污经厌氧发酵后，提取沼渣；S2、沼渣水热碳的制备：将步骤S1中的沼渣放置在高温高压水热反应釜中进行水热碳化，反应结束后冷却至室温，取出反应产物过滤后得到固相不溶物，再使用去离子水反复清洗后置于烘箱中烘干得到的产物即为沼渣水热碳；S3、沼渣水热碳的活化：将步骤S2中的沼渣水热碳与KOH饱和溶液充分混合后，静置25～35min，然后在厌氧以及800℃的条件下保持55～65min，反应完成后冷却至室温，将冷却后的产物用8％～12％的HCl溶液洗涤除去其中的无机盐以及未消耗完的KOH，再用去离子水清洗至pH为中性，最后将清洗后的产物置于烘箱中烘干，即得到活化的沼渣水热碳。2.根据权利要求1所述的一种活化的沼渣水热碳的制备方法，其特征在于，所述的畜禽粪污是指畜禽养殖业中产生的固体粪便和污水的总称，包括猪粪、牛粪、羊粪、鸡粪、鸭粪、马粪、驴粪中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的一种活化的沼渣水热碳的制备方法，其特征在于，所述的沼渣的含水率为85％～95％。4.根据权利要求1所述的一种活化的沼渣水热碳的制备方法，其特征在于，所述的沼渣在高温高压水热反应釜中水热碳化的反应条件为：温度180～260℃、压强2～6MPa、密闭且无氧；反应时间为4～8h。5.根据权利要求1所述的一种活化的沼渣水热碳的制备方法，其特征在于，所述的步骤S2和步骤S3中烘箱的烘干温度为50～60℃。6.根据权利要求1所述的一种活化的沼渣水热碳的制备方法，其特征在于，所述的沼渣水热碳与KOH饱和溶液的混合比例为质量比1:2。7.一种活化的沼渣水热碳的应用，其特征在于，将经过活化的沼渣水热碳作为添加剂投加到畜禽粪污的厌氧发酵过程，提高产气效率。8.根据权利要求7所述的一种活化的沼渣水热碳的应用，其特征在于，所述的经过活化的沼渣水热碳添加剂的投加量为发酵底物干物质重量的8％～12％。9.根据权利要求7所述的一种活化的沼渣水热碳的应用，其特征在于，所述的厌氧发酵是指在无氧的环境下控制反应温度为30～40℃、初始pH值为6.8～7.8、发酵液中总固体浓度为4％～8％、发酵时间为25～32天、接种物为沼气池正常运行状态下的沼液的厌氧发酵。10.根据权利要求7所述的一种活化的沼渣水热碳的应用，其特征在于，所述的畜禽粪污是指畜禽养殖业中产生的固体粪便和污水的总称，包括猪粪、牛粪、羊粪、鸡粪、鸭粪、马粪、驴粪中的一种或几种。2CN110371971A说明书1/4页一种活化的沼渣水热碳的制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及畜禽粪污的处理和资源化利用领域，具体涉及一种活化的沼渣水热碳的制备方法和应用。背景技术[0002]规模化畜禽养殖业的空前发展，导致大量而集中的畜禽粪污难以处理和消化，给环境造成越来越大的压力。据业内统计，目前我国每年产生畜禽粪污38亿吨，位居世界之首，然而综合利用率却不到60％，成为世界畜牧业最大污染国。事实上，畜禽粪污是放错了地方的资源，如果处理得当，将产生大量的可持续的沼气、生物天然气等清洁能源，对解决农村的供暖、发电、生活用气等能源紧缺问题具有不可估量的价值，对全国绿色发展、生态文明建设等方面具有重要的意义。[0003]厌氧发酵是畜禽粪污产生沼气的