[发明专利]一种有机废物制取活性炭一体化装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于有机固体废弃物利用热解方法制取活性炭技术领域，涉及一种有机废物制取活性炭一体化装置，特别涉及到利用有机固体物包括工业有机废物、生物质、煤、油田含油污泥、城市污泥、普通废弃物、废塑料、废橡胶、垃圾衍生燃料等固体有机物制取活性炭的一体化装置和方法。

背景技术

有机固体废弃物种类繁多，产量巨大，储量丰富，对其进行能源回收具有重要意义。活性炭是一种微细孔发达、比表面积巨大、吸附能力强的炭，已被广泛应用到各个方面。通过对有机固体废弃物的热解，进而制取经济价值较高的活性炭是固体废弃物资源化利用的重要方向之一。

目前固体废物制取活性炭的炉型主要有固定床、流化床、鼓泡床等类型，活性炭的制备主要以批次量生产为主。连续性的生产工艺并不多见。这些炉型及工艺的活性炭生产存在很多问题，其主要表现为：固定床虽然具有操作简单等特点，但物料在热解过程中的传热与传质特性较差，热解反应效率较低，热解可燃气体产量小、热值低，焦油产量大，焦炭产量小等；流化床与鼓泡床具有物料与床砂接触充分，传热性能好等特点，但由于其在运行过程中需要以惰性气体为介质吹动床料形成流化态，在固体废弃物的热解过程中费用昂贵，工业上难以实现；以批次生产工艺生产活性炭存在效率低下、产量低等问题。

发明内容

本发明提供一种有机废物制取活性炭一体化装置及方法，该装置方法通过对有机固体废弃物进行热解，产生热解焦炭，进而对热解焦炭进行高温活化，达到一体化连续生产活性炭的目的。

本发明的技术方案如下：

本发明的有机废物制取活性炭一体化装置由热解床反应器和活化床反应器组成。其中热解床反应器包括保温层、调速电机、螺杆、搅拌杆、螺旋形叶片、热电偶、螺旋形烟道和储气罐；其中活化床反应器由调速电机、搅拌杆、热电偶、螺旋形叶片、螺杆和保温层组成。

热解床反应器外部安装有螺旋形烟道，螺旋形烟道环绕热解床反应器管炉外壁面，该螺旋形烟道外壁面包有保温层。高温烟气从螺旋形烟道一侧进入烟道内，为热解反应炉体提供热量，尾气经过换热后变成冷烟气，从螺旋形烟道另外一侧排出。在热解床反应器内部安装有螺旋进料装置，该装置的作用只要是推送反应物料向前推进。在热解床反应器中，不锈螺杆内置于中心位置，螺杆一端与调速电机相连接，电机速率可调，通过电机的运转带动反应器内部叶片的转动，从而起到对反应物料的搅动作用。搅拌杆等距离、等角度安装在螺旋叶片之间，搅拌杆的数量为若干个。搅拌杆的作用增大是在螺旋形叶片推动物料向出口方向推动的过程中对物料起到搅拌的作用。热解床反应器内的螺杆上安装有螺旋形叶片，在热解反应器的外部安装有螺旋形烟道，热烟气从螺旋形烟道的热烟气进口进入，为热解床反应器提供热量，经过换热后冷烟气从出气口排出。在螺旋形烟道外层用保温棉缠绕，形成保温层。螺杆与热解床反应器之间密封。

物料经过热解反应器后进入活化床反应器。活化床反应器的结构和热解床反应器相类似，不同之处是活化床反应器没有螺旋烟道装置。大于1000℃的高温过热水蒸汽从活化床的进口处一端进入活化床，与从热解床进入活化床的物料反应，置于活化床内部的螺旋形进料器推动物料向出口处推进，在推动的过程中搅拌杆搅拌物料增强反应，反应产生的气体从活化床的排气口排出。根据实际情况，可以增加多个相同的活化床以增加活化时间。

在经过螺旋形烟道壁面加热后，有机固体废弃物经过进料口进入，在叶片的搅动作用下，有机固体废弃物发生热解反应，产生成分为H₂、CO、CO₂、CH₄、C₂-C₃、多碳的大分子气态物质以及焦炭，气态物质通过排气孔排出反应器，经过冷凝、分离后形成焦油和可燃气体。热解反应形成的焦炭类物质在叶片的搅拌作用下，逐渐从出口处排除系统。在高温过热水蒸汽的作用下，焦炭在活化床内发生活化反应生成活性炭，反应产生的气体经过排气孔排出系统。根据实际情况，可以增加多个相同的活化床以增加活化时间。

本发明的效果和益处是：热解床反应器和活化床反应器装置具有结构简单、布局紧凑、操作简单、安全高效，物料混合均匀，反应效率高以及可连续生产等优点。通过螺旋形叶片和搅拌杆的对物料的搅动，达到并解决了热解活化一体化连续生产活性炭的问题。

附图说明

附图是外热式翻转床热固载体热解析装置示意图。