[发明专利]一种固体废弃物微波高效解聚联产生物油和生物炭的装置及方法

说明书

本发明公开了一种固体废弃物微波高效解聚联产生物油和生物炭的装置及方法，包括用于提供反应气和载气的进气系统，进气系统的出口端连接有预热系统，预热系统的出口端连接有保温过滤系统，保温过滤系统的出口端连接有反应系统，反应系统的出口端连接有产物收集系统，且反应系统和产物收集系统之间的管道上设置有产物保温系统，预热系统、保温过滤系统以及反应系统的外侧套设有微波发生系统。本发明采用微波解聚+催化裂解两级转化的方法，使固体废弃物能够高效地减量化、无害化、资源化转化为高价值的液体产物生物油和固体产物热解炭。

技术领域

本发明属于废弃物资源化利用领域，具体涉及一种固体废弃物微波高效解聚联产生物油和生物炭的装置及方法。

背景技术

近年来，人类活动导致各类废弃物的排放量急剧增加，包括工业废弃物、农业废弃物、林业废弃物、生活垃圾、城镇和造纸污泥、废橡胶、废轮胎等。这些废弃物的有效利用率低，传统的焚烧和掩埋已不能够满足日益苛刻的环保要求，因此，寻求废弃物资源的高效转化和有效利用途径尤为关键。

热裂解技术由于具有原料适应性广、处理速度快、处理过程清洁无污染等优势，成为了废弃物资源化处理的有效途径之一。然而，常规的热裂解过程由于是热能以较低的传热速率从原料表面传导至内部，导致热裂解过程转化较为复杂，产物的可控性差，制约了该技术的进一步发展。而微波热裂解方式由于借助微波介电加热，在微波吸收介质辅助作用下可以实现物料的内外同时加热，能够有效克服常规热裂解存在的缺点，阻止了热裂解过程的结焦炭化以及二次反应的发生，有利于废弃资源的高效和充分转化。但目前还缺乏专业的微波热裂解装置，尤其是缺乏能够精确调控微波热裂解过程产物的两级催化装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种固体废弃物微波高效解聚联产生物油和生物炭的装置及方法，用于解决现有技术的问题，本发明采用微波解聚+催化裂解两级转化的方法，使固体废弃物能够高效地减量化、无害化、资源化转化为高价值的液体产物生物油和固体产物热解炭。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种固体废弃物微波高效解聚联产生物油和生物炭的装置，包括用于提供反应气和载气的进气系统，进气系统的出口端连接有预热系统，预热系统的出口端连接有保温过滤系统，保温过滤系统的出口端连接有反应系统，反应系统的出口端连接有产物收集系统，且反应系统和产物收集系统之间的管道上设置有产物保温系统，预热系统、保温过滤系统以及反应系统的外侧套设有微波发生系统。

进一步地，所述进气系统包括由反应气管和载气管汇集而成的进气管，进气管的出口端连接预热系统；预热系统包括连接在进气管出口端的螺旋状的预热管，预热管的外侧套设有预热碳化硅套管，预热管的出口端与保温过滤系统相连。

进一步地，保温过滤系统包括连接在预热管出口端的过滤保温堵头，过滤保温堵头中设有耐温石英保温棉，过滤保温堵头的出口端连接反应系统；反应系统包括连接在过滤保温堵头出口端的裂解反应器以及设置在裂解反应器出口端的催化反应器，催化反应器的出口端连接有气体阀，催化反应器的出口端与气体阀之间连接有产物收集系统。

进一步地，裂解反应器为截面半圆形的空心柱体，空心柱体的上端为固体废弃物加入口，空心柱体的一端设有裂解反应器进气口，裂解反应器进气口与过滤保温堵头出口端相连；

催化反应器包括空心圆柱形的反应器本体，反应器本体的一端设有端盖，端盖上均布有若干催化反应器进气孔，反应器本体的另一端设置有催化反应器出气口。

进一步地，微波发生系统包括设置在预热系统、保温过滤系统以及反应系统外侧的微波箱体以及设置在微波箱体上的微波馈入系统，微波箱体的两侧分别设有前端微波抑制装置和后端微波抑制装置，前端微波抑制装置的自由端设置有密封端头。