CN102304372A - 处理有机垃圾的过热蒸汽炭化炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种处理有机垃圾的过热蒸汽炭化炉，它包括过热蒸汽发生炉、有机垃圾炭化炉、汽轮发电机以及气液分离器A、气液分离器B等部件组成。所说的过热蒸汽发生炉同时也可利用《草木高温分解浮氧炭化工艺》炭化农作物秸秆，利用农作物秸秆放出的大量热量产生过热蒸汽。
Description
本发明涉及炭化技术领域，具体说就是一种利用过热蒸汽对各种有机垃圾进行分解炭化，在高温下产生的有机液体蒸汽、可燃气体及水蒸汽的混合气体发电后将气液分离，可燃气体再用于生产过热蒸汽的过热蒸汽炭化炉。
背景技术
在现有技术中，只有用过热蒸汽来制造活性炭的的，如专利号01131145.2的《由竹质原料制备活性炭的方法》等，用过热蒸汽处理有机垃圾，并将有机垃圾分解出的可燃气体生产过热蒸汽的，到目前还是空白。
发明内容
为了填补现有技术中的空白，本发明提供一种先利用《草木高温分解浮氧炭化工艺》对农作物秸秆进行炭化的同时产生过热蒸汽，再利用过热蒸汽对农作物秸秆、树枝、树叶、果皮、果屑等有机垃圾进行炭化，然后再利用有机垃圾分解出的气体与剩余的蒸汽的混合气体发电后，再将所产生的有机液体、气体以及水蒸汽进行分离，再利用可燃气体产生过热蒸汽的过热蒸汽炭化炉。
本发明解决技术问题所采取的技术方案是：这种过热蒸汽炭化炉设有过热蒸汽发生炉、有机垃圾炭化炉、汽轮发电机以及气液分离器A、气液分离器B等部件组成。所说的过热蒸汽发生炉同时也可利用《草木高温分解浮氧炭化工艺》炭化农作物秸秆，它包括燃烧室、烟道、出烟口、烟囱、进水管阀门、进水管、进水预热盘管、蒸汽发生盘管、过热蒸汽盘管以及过热蒸汽发生炉进料口、过热蒸汽发生炉密封出炭口、可燃气体管组成；主要是有机垃圾炭化炉包括：加料密封盖、有机垃圾炭化炉出炭密封盖、过热蒸汽管、有机垃圾炭化炉排气管等构成。所说的燃烧室与烟道之间有夹层间隔，出烟口在烟道的下端，和烟囱相接，进水管在出烟口的上方，进水管连接进水预热盘管，进水预热盘管位于烟道的下端出烟口的上方，用来吸收烟气中的热量。进水预热盘管连接蒸汽发生盘管，所说的蒸汽发生盘管在燃烧室中，燃烧室的内壁由耐火材料制成，燃烧室的底部有过热蒸汽发生炉密封出炭口，过热蒸汽发生炉密封出炭口的上方过热蒸汽发生炉进料口和来自气液分离器B的可燃气体管，蒸汽发生盘管的上部由燃烧室的上端进入烟道上端，连接位于烟道上端的过热蒸汽盘管，过热蒸汽盘管的末端，通过过热蒸汽管连接有机垃圾炭化炉的下端，过热蒸汽管与有机垃圾炭化炉交汇处的上方是有机垃圾炭化炉出炭密封盖，有机垃圾炭化炉顶部是可密封的加料密封盖，加料密封盖的下面是有机垃圾炭化炉排气管，有机垃圾炭化炉排气管连接蒸汽轮发电机，蒸汽轮发电机的发电机排气管连接气液分离器A，气液分离器A的目的是将木焦油从水蒸汽与可燃气体的混合气中分离出来，所以气液分离器A冷凝器中通入的冷却液的温度要保持在100℃以上，木焦油从气液分离器A出液管流出，可燃气体与水蒸汽的混合气体通过气液分离器A出气管至气液分离器B。气液分离器B的目的是将水蒸汽与可燃气体分离，所以用水作为气液分离器B冷凝器的冷却液，被冷却的水从气液分离器B出液管流出，可燃气体由气液分离器B经过可燃气体管通入过热蒸汽发生炉。
炭化时将有机垃圾炭化炉的加料密封盖打开，加入要处理的有机垃圾，将加料密封盖、有机垃圾炭化炉出炭密封盖和过热蒸汽发生炉密封出炭口全部密封，从过热蒸汽发生炉进料口加入农作物秸秆，点燃后利用《草木高温分解浮氧炭化工艺》进行炭化。打开进水管阀门，此时秸秆分解后产生的可燃气体化为火焰在燃烧室内充分燃烧放出大量热量，烟气从燃烧室顶部进入烟道顶部，从位于烟道底部的出烟口排入烟囱，水有进水管进入设在烟道内的进水预热盘管，通过进水预热盘管吸收烟气中的热量后，进入位于燃烧室内的蒸汽发生盘管，在蒸汽发生盘管中吸收大量热量的水变成蒸汽，蒸汽继续吸收热量形成过热蒸汽，从燃烧室的顶端进入位于烟道顶端的过热蒸汽盘管，继续吸收进入烟道的烟气中所含的热量后，经过过热蒸汽管由有机垃圾炭化炉下端进入有机垃圾炭化炉，有机垃圾炭化炉中的有机垃圾在受到高温高压的过热蒸汽加温之初，温度升高被烘干，产生大量蒸汽，通过有机垃圾炭化炉排气管进入蒸汽轮发电机，推动蒸汽轮发电机发电。推动蒸汽轮发电机发电后的蒸汽在通过气液分离器B时，被气液分离器B冷凝器中冷却液冷却，凝结成水从气液分离器B出液管流出，过热蒸汽继续对有机垃圾炭化炉中有机垃圾进行加热，温度升高，有机垃圾开始分解炭化，固体炭留在有机垃圾炭化炉中，可燃气体和在高温下被气化的木焦油等连同过热蒸汽的混合气体通过有机垃圾炭化炉排气管进入蒸汽轮发电机发电。发电后的混合气体通过发电机排气管进入气液分离器A，在气液分离器A冷凝器中冷却液的作用下，木焦油冷却变为液体留在气液分离器A中，由气液分离器A出液管流出。可燃气体与过热蒸汽的混合气体通过气液分离器A的出气管至气液分离器B，在气液分离器B冷凝器中，蒸汽被冷却成水留在气液分离器B中，可燃气体从气液分离器B经可燃气体管至过热蒸汽发生炉，进入过热蒸汽发生炉的燃烧室燃烧，此时过热蒸汽发生炉无需再添加秸秆，就可以产生大量的过热蒸汽，过热蒸汽源源不断的进入有机垃圾炭化炉，有机垃圾炭化炉中的有机垃圾继续炭化，可燃气体也源源不断的进入过热蒸汽发生炉，直至有机垃圾炭化炉中的有机垃圾全部炭化结束，不再有可燃气体产生，过热蒸汽发生炉停止工作，炭化完成。打开过热蒸汽发生炉密封出炭口和有机垃圾炭化炉出炭密封盖分别取出木炭后，再将有机垃圾炭化炉加满待处理的有机垃圾，将加料密封盖、有机垃圾炭化炉出炭密封盖和过热蒸汽发生炉密封出炭口全部密封，重复以上过程。在实际生产中也可以一台过热蒸汽发生炉，配多台有机垃圾炭化炉，循环工作，多根过热蒸汽管和多根可燃气体管用阀门控制，这样就可以在生产过程中不需要再在过热蒸汽发生炉中添加秸秆，可真正实现连续炭化的目的。
本发明和现有技术相比的优点：
一、能量利用率高，节能效果好，本发明在有机垃圾炭化炉排气管处安装了汽轮发电机，这样就充分利用了过热蒸汽所携带的热能，提高了能量的利用率，节约能源；
二、 资源利用率高，不产生二次污染，卫生环保。本发明经过两次对废气分离，将木焦油、水和可燃气体分别提取利用，增加了生成物的利用价值，杜绝了污染，保护了环境。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明做详细说明
图1是本发明的结构示意图；
图中1、有机垃圾炭化炉，2、有机垃圾炭化炉排气管，3、有机垃圾炭化炉出炭密封盖，4、蒸汽轮发电机，5、发电机排气管，6、气液分离器A冷凝器，7、气液分离器A，8、气液分离器A出液管，9、气液分离器A出气管，10、气液分离器B冷凝器，11、气液分离器B，12、气液分离器B出液管，13、可燃气体管，14、加料密封盖，15、过热蒸汽管，16过热蒸汽发生炉，17进水管，18、出烟口，19、过热蒸汽发生炉密封出炭口，20、过热蒸汽发生炉进料口，21、进水预热盘管，22、蒸汽发生盘管，23、过热蒸汽盘管，24、燃烧室，25、烟道，26、烟囱，27、进水管阀门，28、夹层。
具体实施方式
这种过热蒸汽炭化炉设有过热蒸汽发生炉16、有机垃圾炭化炉1、汽轮发电机4以及气液分离器A7、气液分离器B11等部件组成。所说的过热蒸汽发生炉16同时也可利用《草木高温分解浮氧炭化工艺》炭化农作物秸秆，它包括燃烧室24、烟道25、出烟口18、烟囱26、进水管阀门27、进水管17、进水预热盘管21、蒸汽发生盘管22、过热蒸汽盘管23以及过热蒸汽发生炉进料口20、过热蒸汽发生炉密封出炭口19、可燃气体管13组成；主要是有机垃圾炭化炉1包括加料密封盖14、有机垃圾炭化炉出炭密封盖3、过热蒸汽管15、有机垃圾炭化炉排气管2等构成。所说的燃烧室24与烟道25之间有夹层28间隔，出烟口18在烟道25的下端，和烟囱26相接，进水管17在出烟口18的上方，进水管17连接进水预热盘管21，进水预热盘管21位于烟道25的下端出烟口18的上方，用来吸收烟气中的热量。进水预热盘管21连接蒸汽发生盘管22，所说的蒸汽发生盘管22在燃烧室24中，燃烧室24的内壁由耐火材料制成，燃烧室24的底部有过热蒸汽发生炉密封出炭口19，过热蒸汽发生炉密封出炭口19的上方过热蒸汽发生炉进料口20和来自气液分离器B11的可燃气体管13，蒸汽发生盘管22的上部由燃烧室24的上端进入烟道25上端，连接位于烟道25上端的过热蒸汽盘管23，过热蒸汽盘管23的末端，通过过热蒸汽管15连接有机垃圾炭化炉1的下端，过热蒸汽管15与有机垃圾炭化炉1交汇处的上方是有机垃圾炭化炉出炭密封盖3，有机垃圾炭化炉1顶部是可密封的加料密封盖14，加料密封盖14的下面是有机垃圾炭化炉排气管2，有机垃圾炭化炉排气管2连接蒸汽轮发电机4，蒸汽轮发电机4的发电机排气管5连接气液分离器A7，气液分离器A7的目的是将木焦油从水蒸汽与可燃气体的混合气中分离出来，所以气液分离器A冷凝器6中通入的冷却液的温度要保持在100℃以上，木焦油从气液分离器A出液管8流出，可燃气体与水蒸汽的混合气体通过气液分离器A出气管9至气液分离器B11。气液分离器B11的目的是将水蒸汽与可燃气体分离，所以用水作为气液分离器B冷凝器10的冷却液，被冷却的水从气液分离器B出液管12流出，可燃气体由气液分离器B11经过可燃气体管13通入过热蒸汽发生炉16。
炭化时将有机垃圾炭化炉1的加料密封盖14打开，加入要处理的有机垃圾，将加料密封盖14、有机垃圾炭化炉出炭密封盖3和过热蒸汽发生炉密封出炭口19全部密封，从过热蒸汽发生炉进料口20加入农作物秸秆，点燃后利用《草木高温分解浮氧炭化工艺》进行炭化。打开进水管阀门27，此时秸秆分解后产生的可燃气体化为火焰在燃烧室24内充分燃烧放出大量热量，烟气从燃烧室24顶部进入烟道25顶部，从位于烟道25底部的出烟口18排入烟囱26，水有进水管17进入设在烟道25内的进水预热盘管21，通过进水预热盘管21吸收烟气中的热量后，进入位于燃烧室24内的蒸汽发生盘管22，在蒸汽发生盘管22中吸收大量热量产生蒸汽，蒸汽继续吸收热量形成过热蒸汽，从燃烧室24的顶端通过管道进入位于烟道25顶端的过热蒸汽盘管23，继续吸收进入烟道25的烟气中所含的热量后，经过过热蒸汽管15由有机垃圾炭化炉1下端进入有机垃圾炭化炉1，有机垃圾炭化炉1中的有机垃圾在受到高温高压的过热蒸汽加温之初，温度升高被烘干，产生大量蒸汽，通过有机垃圾炭化炉排气管2进入蒸汽轮发电机4，推动蒸汽轮发电机4发电。推动蒸汽轮发电机4发电后的蒸汽在通过气液分离器B11时，被气液分离器B冷凝器10中冷却液冷却，凝结成水从气液分离器B出液管12流出，过热蒸汽继续对有机垃圾炭化炉中有机垃圾进行加热，温度升高，有机垃圾开始分解炭化，固体炭留在有机垃圾炭化炉中，可燃气体和在高温下被气化的木焦油等连同过热蒸汽的混合气体通过有机垃圾炭化炉排气管2进入蒸汽轮发电机4发电。发电后的混合气体通过发电机排气管5进入气液分离器A7，在气液分离器A冷凝器6中冷却液的作用下，木焦油冷却变为液体留在气液分离器A7中，由气液分离器A出液管8流出。可燃气体与过热蒸汽的混合气体通过气液分离器A的出气管9至气液分离器B11，在气液分离器B冷凝器10中，蒸汽被冷却成水留在气液分离器B11中，可燃气体从气液分离器B11经可燃气体管13至过热蒸汽发生炉16，进入过热蒸汽发生炉16的燃烧室24燃烧，此时过热蒸汽发生炉16无需再添加秸秆，就可以产生大量的过热蒸汽，过热蒸汽源源不断的进入有机垃圾炭化炉1，有机垃圾炭化炉1中的有机垃圾继续炭化，可燃气体也源源不断的进入过热蒸汽发生炉16，直至有机垃圾炭化炉1中的有机垃圾全部炭化结束，不再有可燃气体产生，过热蒸汽发生炉16停止工作，炭化完成。打开过热蒸汽发生炉密封出炭口19和有机垃圾炭化炉出炭密封盖3分别取出木炭后，再将有机垃圾炭化炉1加满待处理的有机垃圾，将加料密封盖14、有机垃圾炭化炉出炭密封盖3和过热蒸汽发生炉密封出炭口19全部密封，重复以上过程。在实际生产中也可以一台过热蒸汽发生炉16，配多台有机垃圾炭化炉1，循环工作，多根过热蒸汽管15和多根可燃气体管13用阀门控制，这样就可以在生产过程中不需要再在过热蒸汽发生炉16中添加秸秆，可真正实现连续炭化的目的。
Claims (2)
1.处理有机垃圾的过热蒸汽炭化炉其特征在于：设有过热蒸汽发生炉（16），有机垃圾炭化炉（1）、汽轮发电机（4）以及气液分离器A（7）、气液分离器B（11）等部件组成；过热蒸汽发生炉（16）同时也是利用《草木高温分解浮氧炭化工艺》炭化农作物秸秆的炭化炉，它包括燃烧室（24）、烟道（25）、出烟口（18）、烟囱（26）、进水管阀门（27）、进水管（17）、进水预热盘管（21）、蒸汽发生盘管（22）、过热蒸汽盘管（23）以及过热蒸汽发生炉进料口（20）、过热蒸汽发生炉密封出炭口（19）、可燃气体管（13）组成，燃烧室（24）与烟道（25）之间有夹层28间隔，出烟口（18）在烟道（25）的下端，和烟囱（26）相接，进水管（17）在出烟口（18）的上方，进水管（17）连接进水预热盘管（21），进水预热盘管（21）位于烟道（25）的下端出烟口（18）的上方，用来吸收烟气中的热量；进水预热盘管（21）连接蒸汽发生盘管（22），所说的蒸汽发生盘管（22）在燃烧室（24）中，燃烧室（24）的内壁由耐火材料制成，燃烧室（24）的底部有过热蒸汽发生炉密封出炭口（19），过热蒸汽发生炉密封出炭口（19）的上方过热蒸汽发生炉进料口（20）和来自气液分离器B（11）的可燃气体管（13），蒸汽发生盘管（22）的上部由燃烧室（24）的上端进入烟道（25）上端，连接位于烟道（25）上端的过热蒸汽盘管（23），过热蒸汽盘管（23）的末端，通过过热蒸汽管（15）连接有机垃圾炭化炉（1）的下端；有机垃圾炭化炉（1）包括加料密封盖（14）、有机垃圾炭化炉出炭密封盖（3）、过热蒸汽管（15）、有机垃圾炭化炉排气管（2）等构成; 过热蒸汽管（15）与有机垃圾炭化炉（1）交汇处的上方是有机垃圾炭化炉出炭密封盖（3），有机垃圾炭化炉（1）顶部是可密封的加料密封盖（14），加料密封盖（14）的下面是有机垃圾炭化炉排气管（2），有机垃圾炭化炉排气管（2）连接蒸汽轮发电机（4），蒸汽轮发电机（4）的发电机排气管（5）连接气液分离器排气管A（7），气液分离器排气管A（7）的目的是将木焦油从水蒸汽与可燃气体的混合气中分离出来，所以气液分离器A冷凝器（6）中通入的冷却液的温度要保持在100℃以上，木焦油从气液分离器A出液管（8）流出，可燃气体与水蒸汽的混合气体通过气液分离器A出气管（9）至气液分离器B（11）；气液分离器B（11）的目的是将水蒸汽与可燃气体分离，所以用水作为气液分离器B冷凝器（10）的冷却液，被冷却的水从气液分离器B出液管（12）流出，可燃气体由气液分离器B（11）经过可燃气体管（13）通入过热蒸汽发生炉（16）。
2.根据权利要求1所述的处理有机垃圾的过热蒸汽炭化炉炭化方法其特征在于：炭化时将有机垃圾炭化炉（1）的加料密封盖（14）打开，加入要处理的有机垃圾，将加料密封盖（14）、有机垃圾炭化炉出炭密封盖（3）和过热蒸汽发生炉密封出炭口（19）全部密封，从过热蒸汽发生炉进料口（20）加入农作物秸秆，点燃后利用《草木高温分解浮氧炭化工艺》进行炭化；打开进水管阀门（27），此时秸秆分解后产生的可燃气体化为火焰在燃烧室（24）内充分燃烧放出大量热量，烟气从燃烧室（24）顶部进入烟道（25）顶部，从位于烟道（25）底部的出烟口（18）排入烟囱（26），水有进水管（17）进入设在烟道（25）内的进水预热盘管（21），通过进水预热盘管（21）吸收烟气中的热量后，进入位于燃烧室（24）内的蒸汽发生盘管（22），在蒸汽发生盘管（22）中吸收大量热量产生蒸汽，蒸汽继续吸收热量形成过热蒸汽，从燃烧室（24）的顶端通过管道进入位于烟道（25）顶端的过热蒸汽盘管（23），继续吸收进入烟道（25）的烟气中所含的热量后，经过过热蒸汽管（15）由有机垃圾炭化炉（1）下端进入有机垃圾炭化炉（1），有机垃圾炭化炉（1）中的有机垃圾在受到高温高压的过热蒸汽加温之初，温度升高被烘干，产生大量蒸汽，通过有机垃圾炭化炉排气管（2）进入蒸汽轮发电机（4），推动蒸汽轮发电机（4）发电；推动蒸汽轮发电机（4）发电后的蒸汽在通过气液分离器B（11）时，被气液分离器B冷凝器（10）中冷却液冷却，凝结成水从气液分离器B出液管（12）流出，过热蒸汽继续对有机垃圾炭化炉中有机垃圾进行加热，温度升高，有机垃圾开始分解炭化，固体炭留在有机垃圾炭化炉中，可燃气体和在高温下被气化的木焦油等连同过热蒸汽的混合气体通过有机垃圾炭化炉排气管（2）进入蒸汽轮发电机（4）发电；发电后的混合气体通过发电机排气管（5）进入气液分离器排气管A（7），在气液分离器A冷凝器（6）中冷却液的作用下，木焦油冷却变为液体留在气液分离器排气管A（7）中，由气液分离器A出液管（8）流出；可燃气体与过热蒸汽的混合气体通过气液分离器A的出气管（9）至气液分离器B（11），在气液分离器B冷凝器（10）中，蒸汽被冷却成水留在气液分离器B（11）中，可燃气体从气液分离器B（11）经可燃气体管（13）至过热蒸汽发生炉（16），进入过热蒸汽发生炉（16）的燃烧室（24）燃烧，此时过热蒸汽发生炉（16）无需再添加秸秆，就可以产生大量的过热蒸汽，过热蒸汽源源不断的进入有机垃圾炭化炉（1），有机垃圾炭化炉（1）中的有机垃圾继续炭化，可燃气体也源源不断的进入过热蒸汽发生炉（16），直至有机垃圾炭化炉（1）中的有机垃圾全部炭化结束，不再有可燃气体产生，过热蒸汽发生炉（16）停止工作，炭化完成；打开过热蒸汽发生炉密封出炭口（19）和有机垃圾炭化炉出炭密封盖（3）分别取出木炭后，再将有机垃圾炭化炉（1）加满待处理的有机垃圾，将加料密封盖（14）、有机垃圾炭化炉出炭密封盖（3）和过热蒸汽发生炉密封出炭口（19）全部密封，重复以上过程；在实际生产中也可以一台过热蒸汽发生炉（16），配多台有机垃圾炭化炉（1），循环工作，多根过热蒸汽管（15）和多根可燃气体管（13）用阀门控制，这样就可以在生产过程中不需要再在过热蒸汽发生炉（16）中添加秸秆，可真正实现连续炭化的目的。
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