其中可能的不期望物质，例如铜（Cu)、锌 (Zn)、镍（Ni)和铅（Pb)的水平得到抑制。比如，稻草灰可包含约16重量％的钾。如果将 常规淤渣与马粪肥混合（50/50)，则可获得根据本发明的具有约5-7重量％的钾含量和约 3-4重量％的磷含量的生物炭产品。此类生物炭产品具有非常有效的营养分布。在此背景 中也可提及，可将制得的生物炭产品在随后的步骤中进行混合，在所述步骤中可整合其他 残留产品流，例如来自淤渣脱水料流的鸟粪石和/或硫酸铵、其他可能的灰分残留物、富钾 矿物等。
[0032] 可对不同类型的残留产品材料，如具有不同干物质水平的残留产品材料采用本发 明的方法。根据一个具体实施例，对具有至少75% (例如至少85%，如在85-95%范围内） 的干物质水平的残留产品材料实施热处理。另外，本发明还可涉及干燥作业。根据一个实 施例，在热处理之前，对残留产品材料实施了在低于105°C的温度下进行的干燥作业。在这 种情况下的残留产品材料（也可称为原始材料）在干燥作业前可实际上具有如15-40%的 干物质水平。
[0033] 根据一个实施例，在40_70°C的温度下进行了干燥作业。该温度范围是有意义的， 因为这样的作业温度可通过借助（如）常规集中供热介质或（如）来自集中供热设施的余 热进行热交换而加热。此外，根据本发明的干燥作业可以被称为是间接的，即只通过热交换 进行驱动，或是直接的，即使用直接作用的加热介质，在干燥残留产品原始材料时将该加热 介质加入其中。根据一个具体实施例，以直接作用的空气作为加热介质来进行干燥作业。根 据又一个实施例，来自干燥作业的湿空气输出流被引导至冷凝器，该冷凝器提供再循环回 到干燥作业的一个干燥空气输出流和一个液体输出流。根据本发明的方法，将一些介质保 持在闭环系统中是有意义的。一个这样的例子可以是空气，其驱动干燥作业以使得释放气 味的风险被抵消并得到控制。
[0034]可以操作根据本发明的加工机构或设施，使得从一个步骤产生的热能可用于另一 个步骤或其他几个步骤的加热。根据一个实施例，富磷生物炭在热处理后被引导至冷却作 业，所述冷却作业提供在干燥作业中或其他地方使用的热能。这可见于图1中，如该图所 示，来自冷却步骤和/或挥发物燃烧步骤的热可用于如经由热交换进行干燥作业的加热。 事实上，根据本发明的方法的总能量平衡可为约正/负零。根据本发明，如果添加了辅助燃 料，例如稻草或马粪，则能量平衡也可得到改善。
[0035] 本发明的另外一个重要方面是在热处理中分离不同组分的可能性。根据本发明的 一个实施例，在热处理中分离的挥发物包括镉。通过在热处理步骤期间或之前/之后使用 其他可能的附加物，也可能分离其他重金属，使它们在生物炭产品中的水平得到抑制。一种 可能使用的添加物是（如）含氯材料，因为氯离子可增加（例如）铜、锌、镍和铅等物质的 蒸发移除效果。另外，氯化物与800-1100°C范围内的相对高的温度相结合，也可以是增加挥 发物料流中铜、锌、镍和铅含量的可能有效的工具。
[0036] 也如图1中所见，在热处理中分离的挥发物被引导至燃烧作业。所述燃烧作业适 当地包括烟气净化。在此，所包含的镉被捕集在灰分残留物中。所述燃烧作业也可提供在 干燥作业和/或热处理中使用的能量。此类能量也可在氮提取步骤或设施中使用，在所述 步骤或设施中可进一步处理富氮液体。
[0037] 附图详细描沐
[0038] 图1中公开了根据本发明的一种可能的机构。在干燥器中以直接输入的空气对残 留产品原始材料进行干燥。在冷凝器中循环/生成干燥空气，并在其中转换干燥器中使用 的空气。另外，可将添加物和/或辅助燃料加入到干燥器和/或后续热处理中。从冷凝器 输出富氮液体，但只有极少量的气体从冷凝器或干燥作业流出到大气环境中。然后将干燥 的残留产品引导至热处理作业（800-1KKTC)，例如热解，从所述作业制得富营养型（富含 磷并且还适当地富含钾的）生物炭。另外，在热处理中也分离出包含（如）镉并且还适当 地包含至少一些铜、锌、镍和/或铅的挥发物。然后所述挥发物的料流被引导至燃烧步骤， 其中在实际燃烧后的后续烟气净化过程中在灰分残留物中至少分离出镉。值得注意的是， 在燃烧中或在制得的生物炭的冷却过程中产生的热可在其他步骤，例如热处理和/或干燥 作业中使用。
[0039] 从上文可以理解，重要的是要认识到，根据本发明，根据所公开的实施例的干燥作 业是可选的。可对未经如上文所公开的干燥作业预处理的残留产品材料采用根据本发明的 涉及热处理和分离的方法。
[0040]实Μ
[0041] 通过对不同的残留产品首先进行干燥作业，然后在800°C下进行后续的热解，来测 试了本发明的概念。对热解前后的磷和镉的含量进行了测量。所得数据如下所示。
[0042]
[0043]
[0044]
[0045]
[0046]试验编号2
[0047]
[0048] 试验编号3*包含某种形式的测量误差。
[0049]从以上数据可看出，对应于生物炭产品，来自热解的固体输出中的磷含量水平为 至少96%，实际上为99% (试验编号1)、96% (试验编号2)和100% (试验编号3,存在某 种测量误差）。根据一个具体实施例，相较于进入热处理的干燥残留产品材料输入中磷的含 量，生物炭中磷的含量水平为至少90%，例如95%。
[0050]另外，相较于干燥残留产品材料的输入料流，挥发物中镉的含量水平为至少94%， 例如98% (试验编号1)、94% (试验编号2)和100% (试验编号3)。因此，根据本发明的 又一个具体实施例，相较于进入热处理的干燥残留产品材料输入中镉的含量，所分离的挥 发物中镉的含量水平为至少90%，例如95%。
【主权项】
1. 一种处理残留产品以制备生物炭的方法，所述方法包括： -提供残留产品材料，所述残留产品材料至少包含磷； 所述方法的特征还在于其包括： -至少在低含氧环境中，在800-1100°C的温度下对所述残留产品材料进行热处理，以 分离至少还包含镉（Cd)的料流中的挥发物，如果存在镉（Cd)，并制备包含磷的富营养型生 物炭。2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述热处理为热解。3. 根据权利要求1或2所述的方法，其中在所述热处理前加入pH调节性添加物。4. 根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述热处理在800-1000°C的温度下 进行。5. 根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述热处理还涉及破坏致病物质、有 机残留物如药剂残留物、激素和有机污染物，如果存在。6. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述热处理前加入含氯材料和硅酸 盐中的至少一种添加物。7. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中对具有至少75%的干物质水平的残 留产品材料进行所述热处理。8. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中对具有至少80%的干物质水平的残 留产品材料进行所述热处理。9. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述热处理之前，在低于105°C的 温度下对所述残留产品材料进行干燥作业。10. 根据权利要求9所述的方法，其中所述干燥作业在40-70°C的温度下进行。11. 根据权利要求9或10所述的方法，其中所述干燥作业以直接作用的空气作为加热 介质来进行。12. 根据权利要求11所述的方法，其中来自所述干燥作业的湿空气输出流被引导至冷 凝器，所述冷凝器提供一个经再循环回到所述干燥作业的干燥空气输出流和一个液体输出 流。13. 根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中在所述干燥作业和/或所述热处 理之前或期间加入辅助燃料。14. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述热处理之前或期间加入稻草 或马粪。15. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述热处理后所述富磷生物炭被 引导至冷却作业，所述冷却作业提供在所述干燥作业中使用的热能。16. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述热处理中分离的所述挥发物 不含颗粒材料。17. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述热处理中分离的所述挥发物 包含镉。18. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述热处理中分离的所述挥发物 被引导至燃烧作业。19. 根据权利要求18所述的方法，其中所述燃烧作业提供在所述干燥作业和/或所述 热处理中使用的能量。20. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中相较于进入所述热处理的干燥残留 产品材料输入中磷的含量，所述生物炭中磷的含量水平为至少90%。21. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中相较于进入所述热处理的干燥残留 产品材料输入中镉的含量，所述分离的挥发物中镉的含量水平为至少90%。
【专利摘要】本发明描述一种处理残留产品以制备生物炭的方法，所述方法包括：-提供残留产品材料，所述材料至少包含磷；所述方法还涉及，至少在低含氧环境中，在800-1100℃的温度下对所述残留产品材料进行热处理，以分离至少还包含镉(Cd)(如果存在)的料流中的挥发物，并制备包含磷的富营养型生物炭。
【IPC分类】C02F11/10, C05F3/00, C05F7/00
【公开号】CN105246862
【申请号】CN201480028707
【发明人】贡纳·赛琳
【申请人】伊克巴兰斯菲尼克斯公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2014年4月30日
【公告号】EP3004029A1, US20160075608, WO2014189433A1