[发明专利]一种含碳氢固体原料的连续热解与活化一体化装置

说明书

本发明公开一种含碳氢固体原料的连续热解与活化一体化装置，涉及含碳氢固体原料热解和活化技术领域。所述含碳氢固体原料的连续热解与活化一体化装置包括炉体，加料仓和排料口，炉体内设有热解室和活化室，炉体上设有位于热解室的底部第一进气管路和位于活化室的底部第二进气管路；热解室设有第一集气通道，第一集气通道通过与固定于炉体上的第一出气管路相连通；活化室设有第二集气通道，第二集气通道通过与固定于炉体上的第二出气管路相连通。本发明通过提供一种含碳氢固体原料的连续热解与活化一体化装置，解决了现有热解和活化技术中，不能同时生产高品质热解油和活性炭，且生产效率低和能耗高的问题。

技术领域

本发明涉及含碳氢固体原料热解和活化技术领域，尤其涉及一种含碳氢固体原料的连续热解与活化一体化装置。

背景技术

煤炭、木质原料及废轮胎等含碳氢固体原料通过热解处理可得到热解气、热解油和焦炭等产物。热解气和热解油既可用作燃料也可用作化工原料，焦炭则可直接作为燃料、气化原料或进一步活化后制成活性炭。活性炭是一种经济价值较高的产品，广泛用于各类工业过程及日常生活中，例如净化水或空气等，其需求量日益增长，而且是煤炭、木质原料及废轮胎等含碳氢固体原料高值化利用的一种重要途径。

活性炭制备工艺中一般包括炭化(热解)和活化两个步骤，并且炭化(热解)有机物原料和活化所得炭化料制活性炭的过程都需要在高温下进行，消耗大量的热量。而原料有机物热解过程中产生的热解气以及炭化料活化反应制活性炭过程中产生的可燃气具有较高热值，可以为热解和活化过程提供热量，在充分利用可燃气体的显热和热值条件下，可以大大节约外来能量的供给甚至可以完全能量自给。但目前实际生产中热解和活化这两个工序大多在不同装置中分开进行，这就涉及炭化料冷却降温、转移、然后再升温操作，工艺集成化差，不仅增加能耗，而且增加设备投资及操作成本。

为解决上述问题，实现含碳氢固体原料热解-活化集成工艺连续运行，近年来已有一些相关报道。专利名称为“煤热解和活性炭生产的一体化装置”(CN201510478528.4)，其技术方案提到了煤热解和活性炭生产一体化连续进行的方法，该方法利用煤热解和活化反应产生的可燃气燃烧提供热量，采用热烟气间接加热方式对活化段固体料加热，以CO₂和水蒸汽为活化介质，活化反应后气体继续上升至热解炉加热煤料使其热解。该方法存在的问题是间接加热方式传热速率慢，CO₂需要从外部提供，成本高，而且活化剂CO₂和水蒸汽仅通过回收活化后产生高温活性炭的显热后就直接通入活化炉，活化剂温度将显著低于活化反应所需要温度，影响活化反应正常进行，降低活化炉效率和产品质量。另一篇专利名称为“一种低温连续热解生物质制备活性炭的固定床反应器”(CN201620865080.1)，其技术方案中采用的是卧式反应器，物料置于料板上在传动机构带动下水平移动，由料板上方的辐射管提供热解和活化反应所需热量。该方法存在的问题是卧式反应器占地面积大、单位体积处理能力低，传动机构长期在高温下运行容易出现故障，热解气会在料板上方的高温辐射管上裂解、积炭，进而影响传热效率。再一篇专利名称为“一种有机物热解制取活性炭方法”(CN201110083062.X)，该方法将热解产生的焦油进一步催化裂解生成可燃气，并与热解和活化反应生成的可燃气一起经蓄热燃烧后为系统供热，可燃气与蓄热室换热升温后做为热载体和活化剂对有机物进行热解和活化。该方法存在的问题是可燃气做活化剂效果差，工艺一方面不能提供焦油产品，另一方面又造成可燃气过剩，降低整体工艺的经济效益。

因此，亟待需要一种新型含碳氢固体原料的连续热解与活化一体化装置来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含碳氢固体原料的连续热解与活化一体化装置，以解决现有热解和活化技术中，不能同时生产高品质热解油和活性炭，且生产效率低和能耗高的问题。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：