CN104787762A - 含水有机物热解生产活性炭的方法和系统 - Google Patents

含水有机物热解生产活性炭的方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明提出了含水有机物热解生产活性炭的方法和系统,其中,含水有机物热解生产活性炭的方法包括:将含水有机物进行分选和破碎处理,以便得到平均粒径不高于20毫米的原料;将所述原料在辐射管旋转床热解炉内进行干燥处理、热解处理和活化处理,以便得到含有水蒸气的高温油气和活性炭;利用部分所述含有水蒸气的高温油气作为活化剂用于所述活化处理,将其余所述含有水蒸气的高温油气进行油气分离处理,以便得到热解油和热解气。本发明上述实施例的含水有机物热解生产活性炭的方法工艺流程短、运行成本低,资源化、能源化水平高,产品经济效益好,二次污染少,易于实现工业化和规模化。

Description

含水有机物热解生产活性炭的方法和系统
技术领域
[0001] 本发明属于有机物再利用领域,具体而言,本发明涉及含水有机物热解生产活性 炭的方法和系统。
背景技术
[0002] 固体有机物热解技术以其资源化利用率高,环境污染小的优点而越来越被人们所 青睐。热解主要产物有以下几种:①可燃性气体,包括一些低分子碳氢化合物如氢气、甲烷、 一氧化碳等,一般作为燃料气使用,是热解产生经济价值的主要产品;②热解油,一部分热 解油通过精制可作为燃料油使用;③热解炭:垃圾炭大部分以炭黑形式存在,可作为固体 燃料使用也可掺烧水泥等,但由于部分热解炭热值不高,市场价格较低,销路不好。
[0003] 目前采用的热解工艺流程一般为将有机物经过预处理得到干燥的具有一定粒径 的热解原料,预处理包括分选,破碎,干燥,成型等,热解原料再进入热解炉进行反应,反应 产生的三种产物分别进行收集,再对收集到的产物分别进行进一步的净化,精制等,最后得 到产品。这种工艺整体流程长,工序复杂,产物不能直接作为产品利用,而且过程能源利用 率低。尤其是对于高含水率的有机物,高含水率有机物包括生活垃圾,污泥,生物质,低阶煤 等,其含水率一般在20% -60%之间,在进行热解反应前若进行烘干,成型,要求炉外烘干 至含水率小于10%,过程能耗大,同时烘干生成的大量水蒸气被排放到空气中造成了水蒸 气的浪费,如果原料为生活垃圾,污泥等固体废弃物,水蒸汽还会携带臭味,需进行除臭处 理才能达标排放。若采用这种工艺流程,很难产生经济效益,工业化推广困难。
发明内容
[0004] 本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的 一个目的在于提出一种含水有机物热解生产活性炭的方法和系统。
[0005] 根据本发明的一个方面,本发明提出了 一种含水有机物热解生产活性炭的方法。 根据本发明实施例的含水有机物热解生产活性炭的方法包括:
[0006] 将含水有机物进行破碎处理,以便得到平均粒径不大于20毫米的原料
[0007] 将所述原料在辐射管旋转床热解炉内进行干燥处理、热解处理和活化处理,以便 得到含有水蒸气的高温油气和活性炭;
[0008] 利用部分所述含有水蒸气的高温油气作为活化剂用于所述活化处理,将其余所述 含有水蒸气的高温油气进行油气分离处理,以便得到热解油和热解气。
[0009] 采用本发明上述实施例的含水有机物热解生产活性炭的方法,可以有效地将废弃 的有机物最终转化为热解气、活性炭和焦油,其中热解气热值高,可做民用及工业用燃气, 活性炭中孔发达能够在污水处理或气体净化中使用。整个工艺在主要在同一热解炉内进 行,完成了干燥、热解、活化、提高气体产量的目的。由此,本发明上述实施例的含水有机物 热解生产活性炭的方法工艺流程短、运行成本低,资源化、能源化水平高,产品经济效益好, 二次污染少,易于实现工业化和规模化。
[0010] 另外,根据本发明上述实施例的含水有机物热解生产活性炭的方法还可以具有如 下附加的技术特征:
[0011] 在本发明的一些实施例中,将所述热解气作为所述辐射管旋转床热解炉的燃料。
[0012] 在本发明的一些实施例中,所述含水有机物为生活垃圾、污泥、生物质和低阶煤中 的至少一种,所述含水有机物的含水量为20-65 %。
[0013] 在本发明的一些实施例中,在所述辐射管旋转床热解炉内进行干燥处理的温度为 300-400摄氏度、所述热解处理的温度为600-800摄氏度,所述活化处理的温度为850-950 摄氏度。
[0014] 在本发明的一些实施例中,在所述辐射管旋转床热解炉内进行干燥处理、热解处 理和活化处理的时间总共为1. 5-3. 5小时。
[0015] 在本发明的一些实施例中,所述辐射管旋转床热解炉内布料的厚度为50-250毫 米。
[0016] 根据本发明的第二方面,本发明提出了一种含水有机物热解生产活性炭的系统, 包括:
[0017] 预处理装置,所述预处理装置适于对所述含水有机物进行破碎处理,以便得到平 均粒径不高于20毫米的原料;
[0018] 辐射管旋转床热解炉,所述辐射管旋转床热解炉包括:
[0019] 壳体,所述壳体形成环状炉腔;
[0020] 布料炉盘,所述布料炉盘可转动地位于所述环状炉腔的下部;
[0021] 多个辐射管,多个所述辐射管设置在所述壳体的内周壁上;
[0022] 驱动装置,所述驱动装置设置在所述壳体的下方且与所述布料炉盘相连,以便驱 动所述布料炉盘转动;
[0023] 多个隔墙,多个所述隔墙由所述壳体的顶壁向下伸出且与所述布料炉盘保持一定 距离,多个所述隔墙将所述环状炉腔分割为依次相邻的干燥腔室,热解腔室和活化腔室,其 中,每相邻的两个腔室的下部相连通,所述干燥腔室具有进料口和高温油气出口,所述活化 腔室具有活化剂入口和活性炭出口,其中,所述进料口与所述预处理装置相连,所述辐射管 旋转床热解炉适于将所述原料进行干燥处理、热解处理和活化处理,以便得到含有水蒸气 的高温油气和活性炭;
[0024] 油气分离装置,所述油气分离装置与所述高温油气出口相连,且适于对所述含有 水蒸气的高温油气进行油气分离处理,以便得到热解油和热解气;
[0025] 热解油储罐,所述热解油储罐与所述油气分离装置相连且适于储存所述热解油;
[0026] 热解气缓冲罐,所述热解气缓冲罐与所述油气分离装置相连且适于储存所述热解 气。
[0027] 采用本发明上述实施例的含水有机物热解生产活性炭的系统可以将废弃的有机 物最终转化为可再利用的热解气、活性炭和焦油,其中热解气热值高,可做民用及工业用燃 气,活性炭中孔发达能够在污水处理或气体净化中使用。整个系统中主要设备为热解炉,仅 采用热解炉即可一步完成了干燥、热解、活化。由此,采用本发明上述实施例的含水有机物 热解生产活性炭的系统对有机物进行处理,工艺流程短、运行成本低,资源化、能源化水平 高,产品经济效益好,二次污染少,易于实现工业化和规模化。
[0028] 另外,根据本发明上述实施例的含水有机物热解生产活性炭的系统还可以具有如 下附加的技术特征:
[0029] 在本发明的一些实施例中,所述热解气缓冲罐与所述辐射管旋转床热解炉的燃料 入口相连,以便将所述热解气作为所述辐射管旋转床热解炉的燃料。
[0030] 在本发明的一些实施例中,所述干燥腔室内的温度为300-400摄氏度、所述热解 腔室内的温度为600-800摄氏度,所述活化腔室内的温度为850-950摄氏度。
[0031 ] 在本发明的一些实施例中,在所述辐射管旋转床热解炉内布料炉盘旋转一周的时 间为1. 5-3. 5小时。
[0032] 在本发明的一些实施例中,所述布料炉盘上的布料的厚度为50-250毫米。
附图说明
[0033] 图1是根据本发明的一个实施例的含水有机物热解生产活性炭的方法的流程图。
[0034] 图2是根据本发明的一个实施例的含水有机物热解生产活性炭的系统的结构示 意图。
[0035] 图3是根据本发明的一个实施例的含水有机物热解生产活性炭的系统中的辐射 管旋转床热解炉的结构示意图。
[0036] 图4是根据本发明的另一个实施例的含水有机物热解生产活性炭的系统的结构 示意图。
具体实施方式
[0037] 下面参考图1详细描述本发明实施例的含水有机物热解生产活性炭的方法。
[0038] 根据本发明具体实施例的含水有机物热解生产活性炭的方法包括:将有机物进行 分选、破碎处理,以便得到平均粒径不高于20毫米的原料;将所述原料在辐射管旋转床热 解炉内进行干燥处理、热解处理和活化处理,以便得到含有水蒸气的高温油气和活性炭;将 所述含有水蒸气的高温油气进行油气分离处理,以便得到热解油和热解气。
[0039] 采用本发明上述实施例的含水有机物热解生产活性炭的方法,将有机物进行简单 预处理后进入辐射管旋转床热解炉内进行热解,分别通过辐射管旋转床热解炉内的干燥 区、热解区、和活化区完成干燥、热解和活化处理,生成高温油气和活性炭,进一步将高温油 气转化为可以再利用的热解油和热解气。本发明的上述工艺方法最终产品为热解气、活性 炭和焦油,其中热解气热值高,可做民用及工业用燃气,活性炭中孔发达能够在污水处理或 气体净化中使用。整个工艺在主要在同一热解炉内进行,完成了干燥、热解、活化、提高气体 产量的目的。由此,本发明上述实施例的含水有机物热解生产活性炭的方法工艺流程短、 运行成本低,资源化、能源化水平高,产品经济效益好,二次污染少,易于实现工业化和规模 化。
[0040] 下面参考图1详细描述本发明实施例的含水有机物热解生产活性炭的方法。首先 将有机物进行预处理,预处理包括分选和破碎处理。根据本发明的具体实施例,本发明待处 理的有机物可以为生活垃圾、污泥、生物质和低阶煤中的至少一种,均具有20-65%的较高 含水量,高含水率有机物热解工艺由于整体能源利用率低,经济效益差而很难实现工业化 和规模化。现有的对于这些高含水量的有机物,目前多采用的预处理方式是首先采用多次 脱水干燥,例如,高压热解、闪蒸干燥和干化等。但是若在预处理中进行烘干,需要消耗大量 的热烟气,而且烘干产生的水蒸气量也很大,有些还气味难闻,需要脱除臭味才能排放,因 此使得整个预处理的过程能耗大,运行成本高。而本发明在预处理过程中仅采用简单的分 选和破碎,将烘干部分放于旋转床热解炉内进行,由此可以有效解决烘干过程需要大量热 烟气,以及额外设置脱除臭味设施的问题,进而显著节省能耗。
[0041] 根据本发明的具体实施例,通过分选和预处理得到具有一定粒径的原料,预处理 根据原料的不同采用不同的预处理方式,若为生活垃圾则需进行分选和破碎,将其中的大 块无机物,金属等分出,若为生物质或低阶煤则只需破碎处理,若为污泥则不需处理也可。 最后经过预处理需要得到粒径不大于20毫米的原料。
[0042] 根据本发明的具体实施例,进一步,将上述原料在辐射管旋转床热解炉内进行干 燥处理、热解处理和活化处理,以便得到含有水蒸气的高温油气和活性炭。根据本发明的具 体实施例,上述辐射管旋转床热解炉具有燥区、热解区和活化区,将经过预处理得到的上述 原料由干燥区前端给入,并随着辐射管旋转床热解炉旋转,依次对原料进行干燥处理、热解 处理和活化处理,以便得到含有水蒸气的高温油气和活性炭。
[0043] 根据本发明的具体实施例,干燥区内的温度为300-400摄氏度,主要作用是将原 料中的水分进行烘干,烘干的热量来源为辐射管辐射传热,炉内辐射热以及炉内的高温油 气。热解区温度600-800摄氏度,是完成热解的主反应区,经过烘干的原料继续被升温反应 生成高温油气和固体炭;活化区温度850-950摄氏度,热解区生成的固体炭在这个区域完 成活化反应生成中孔发达的活性炭。
[0044]根据本发明的具体实施例,将原料在辐射管旋转床热解炉内布料的厚度为可以 50-250毫米。具体可以根据具体的待处理有机物的类型进行适当调整,由此可以进一步提 高干燥、热解和活化处理的效率。根据本发明的具体示例,在辐射管旋转床热解炉内进行 干燥处理、热解处理和活化处理的时间总共为1. 5-3. 5小时,即辐射管旋转床热解炉旋转 一周的时间为1. 5-3. 5小时。因此,本发明的上述将有机物生产活性碳的方法周期短,效率 高,能耗低,可以显著降低成本。
[0045] 根据本发明的具体实施例,还可以将热解处理和活化处理产生的高温烟气和水蒸 气用于干燥处理。具体地,可以仅在干燥区的顶端设置高温油气出口,由此热解区和活化区 内产生的高温烟气和水蒸气需要进入干燥区后被排出,进而可以利用来自热解区和活化区 的温度高于干燥区内的高温烟气和水蒸气对干燥区内的物料进行加热处理。由此可以节省 部分能耗。
[0046] 根据本发明的具体实施例,还可以利用干燥区内产生的含有水蒸气的高温油气作 为活化剂用于活化区内的活化处理。具体地,可以在位于活化区的下部的炉墙设置循环 气入口,将收集的高温油气部分循环回流入旋转床热解炉,既作为活化剂也作为提高气体 成分的调控剂使用,为了使循环的高温油气均匀分布,炉底的料板选用穿孔板。进而使得 该部分来自干燥区的高温油气从炉体料板底部通入,穿过反应物料,并与热解后生成的炭 发生反应,形成孔隙,同时发生甲烷蒸汽重整反应、水煤气转换反应、焦炭蒸汽重整反应、 Boudouard反应等,进一步提高气体产量。
[0047] 根据本发明的具体实施例,热解炉内烘干与炉外烘干能耗差别主要在于水蒸气所 消耗的能量,由于水的气化潜热很大,热量仅占总能耗的25%左右。因此,将干 燥区产生的这部分水蒸气收集后,部分用于高温活化段,不仅降低了活化水蒸气的升温能 耗,同时省去了额外处理大量的烟气以及对烟气进行除臭处理,因此本发明的上述方法整 体运行费用更低。
[0048] 根据本发明的具体实施例,进一步地,将上述从辐射管旋转床热解炉内排出的含 有水蒸气的高温油气进行油气分离处理,以便得到热解油和热解气。进而可以对含有水蒸 气的高温油气进行有效回收利用。根据本发明的具体示例,还可以将上述得到的热解气作 为辐射管旋转床热解炉的燃料。由此可以节省部分能耗,降低成本。
[0049] 采用本发明上述实施例的含水有机物热解生产活性炭的方法,将有机物进行简单 预处理后进入辐射管旋转床热解炉内进行热解,分别通过干燥区、热解区、和活化区完成干 燥、热解和活化处理,生成高温油气和活性炭。由于进炉后的有机物原料含水率高,产生的 高温油气中富含水蒸气,将该气体一部分循环回炉,作为活化区的活化剂使用,一部分冷却 净化,得到高热值热解气和焦油。高热值热解气一部分作为热解炉的燃料气为热解提供能 源,剩余部分作为产品销售。本发明的上述工艺方法最终产品为热解气、活性炭和焦油,其 中热解气热值高,可做民用及工业用燃气,活性炭中孔发达能够在污水处理或气体净化中 使用。整个工艺在主要在同一热解炉内进行,完成了干燥、热解、活化、提高气体产量的目 的。由此,本发明上述实施例的含水有机物热解生产活性炭的方法工艺流程短、运行成本 低,资源化、能源化水平高,产品经济效益好,二次污染少,易于实现工业化和规模化。
[0050] 根据本发明的具体实施例,现有的技术工艺通常将废弃的有机物制备成热解炭, 而热解炭的作为燃料热值低,价格低,市场销路不好。本发明将废弃的有机物最中制备生成 中孔发达的活性炭,可用于废水、废气处理,进而有效地将废弃有机物转化为了经济附加值 更高的活性炭。
[0051] 根据本发明的第二方面,本发明提出了一种含水有机物热解生产活性炭的系统。 如图2所示,根据本发明具体实施例的含水有机物热解生产活性炭的系统包括:预处理装 置10、辐射管旋转床热解炉20,油气分离装置30,热解油储罐40,热解气缓冲罐50。
[0052] 根据本发明的具体实施例,预处理装置10适于对有机物进行分选和破碎处理,以 便得到平均粒径不高于20毫米的原料。
[0053] 根据本发明的具体实施例,如图3所示,辐射管旋转床热解炉20包括:壳体21、布 料炉盘(未示出)、多个辐射管(未示出)、驱动装置(未示出)、多个隔墙22。其中,壳体 21形成环状炉腔;布料炉盘可转动地位于环状炉腔的下部;多个辐射管设置在壳体21的内 周壁上;驱动装置设置在壳体21的下方且与布料炉盘相连,以便驱动布料炉盘转动;多个 隔墙22由壳体21的顶壁向下伸出且与布料炉盘保持一定距离,多个隔墙22将环状炉腔 分割为依次相邻的干燥腔室23,热解腔室24和活化腔室25,其中,每相邻的两个腔室的下 部相连通,干燥腔室23具有进料口和231高温油气出口 232,活化腔室25具有活化剂入口 251和活性炭出口 252,其中,进料口 231与预处理装置10相连,辐射管旋转床热解炉20适 于将原料进行干燥处理、热解处理和活化处理,以便得到含有水蒸气的高温油气和活性炭。
[0054] 根据本发明的具体实施例,油气分离装置30与高温油气出口232相连,且适于对 含有水蒸气的高温油气进行油气分离处理,以便得到热解油和热解气。
[0055] 根据本发明的具体实施例,热解油储罐40与油气分离装置30相连且适于储存热 解油。
[0056] 根据本发明的具体实施例,热解气缓冲罐50与油气分离装置30相连且适于储存 热解气。
[0057] 采用本发明上述实施例的含水有机物热解生产活性炭的系统,首先采用预处理装 置将有机物进行简单预处理后进入辐射管旋转床热解炉内进行热解,分别通过辐射管旋转 床热解炉内的干燥腔室、热解腔室、和活化腔室完成干燥、热解和活化处理,生成高温油气 和活性炭,进一步将利用油气分离装置30将高温油气转化为可以再利用的热解油和热解 气。本发明的上述系统可以将废弃的有机物最终转化为可再利用的热解气、活性炭和焦油, 其中热解气热值高,可做民用及工业用燃气,活性炭中孔发达能够在污水处理或气体净化 中使用。整个系统中主要设备为热解炉,仅采用热解炉即可一步完成了干燥、热解、活化。由 此,采用本发明上述实施例的含水有机物热解生产活性炭的系统对有机物进行处理,工艺 流程短、运行成本低,资源化、能源化水平高,产品经济效益好,二次污染少,易于实现工业 化和规模化。
[0058] 根据本发明的具体实施例,如图4所示,上述实施例的含水有机物热解生产活性 炭的系统还可以进一步包括:气体收集装置60,气体收集装置60与位于干燥腔室23顶端 的高温油气出口232相连,且适于将热解腔室和活化腔室内产生的高温油气和水蒸气通过 干燥腔室后被收集。进而可以利用来自热解腔室和活化腔室的温度高于干燥腔室内的高温 烟气和水蒸气对干燥腔室内的物料进行加热处理,由此可以节省部分能耗。
[0059] 根据本发明的具体实施例,上述实施例的含水有机物热解生产活性炭的系统还可 以进一步包括:循环风机70,循环风机70分别与气体收集装置60和活化剂入口 251相连, 以便利用含有水蒸气的高温油气作为活化剂用于活化腔室25内的活化处理。由此可以将 收集的高温油气部分循环回流入旋转床热解炉,既作为活化剂也作为提高气体成分的调控 剂使用,为了使循环的高温油气均匀分布,炉底的料板选用穿孔板。进而使得该部分来自 干燥区的高温油气从炉体料板底部通入,穿过反应物料,并与热解后生成的炭发生反应,形 成孔隙,同时发生甲烷蒸汽重整反应、水煤气转换反应、焦炭蒸汽重整反应、Boudouard反应 等,进一步提尚气体广量。
[0060] 根据本发明的具体实施例,热解气缓冲罐50与辐射管旋转床热解炉的燃料入口 相连,以便将热解气作为辐射管旋转床热解炉的燃料,由此可以节省部分能耗。根据本发明 的具体实施例,热解气缓冲罐50还与热解气储罐51相连,以便将一部分热解气作为辐射管 旋转床热解炉的燃料,其余部分作为产品销售。
[0061] 根据本发明的具体实施例,辐射管旋转床热解炉20内的干燥腔室内的温度为 300-400摄氏度,进而可以充分地对原料有机物进行烘干,热解腔室内的温度为600-800摄 氏度,进而可以进一步对烘干后的原料有机物进行热解,并生成高温油气和固定碳,活化腔 室内的温度为850-950摄氏度,由此可以进一步对热解得到的固定碳进行活化,得到中孔 发达的活性炭,根据本发明的具体实施例,上述系统还可以进一步包括活性炭收集装置80, 用于收集和储存活性炭产品。
[0062] 根据本发明的具体实施例,将原料在辐射管旋转床热解炉内布料的厚度为可以 50-250毫米。具体可以根据具体的待处理有机物的类型进行适当调整,由此可以进一步提 高干燥、热解和活化处理的效率。根据本发明的具体实施例,在所述辐射管旋转床热解炉内 布料炉盘旋转一周的时间为1. 5-3. 5小时。即在辐射管旋转床热解炉内进行干燥处理、热 解处理和活化处理的时间总共为1. 5-3. 5小时。因此,本发明的上述将有机物生产活性碳 的方法周期短,效率高,能耗低,可以显著降低成本。
[0063] 采用本发明上述实施例的含水有机物热解生产活性炭的方法和系统可以达到下 列技术效果:
[0064] (1)采用辐射管旋转床热解炉作为主体设备,在同一个炉内完成了干燥,热解,活 化的过程,流程短,能源利用率高,同时易于放大,实现规模化;
[0065] (2)仅进行简单的预处理,将烘干部分放于辐射管旋转床热解炉内进行,解决了烘 干过程需要大量热烟气,需要另设脱除臭味设施的问题;
[0066] (3)热解炭在炉内直接进行活化,将活化的两个步骤在同一个炉内完成,生成中孔 发达的活性炭,该活性炭可用于废水、废气处理,解决了热解炭作为燃料热值低,价格低的 困境,提高了其经济附加值;
[0067] (4)有效利用烘干产生的水蒸气,在进行活化的同时,提高了热解气的产量;
[0068] (5)解决了高含水率有机物热解经济效益差,难以工业化和规模化的难题。
[0069] 实施例1
[0070] 采用北京市生活垃圾为原料,垃圾含水率54%,成分组成如表1:
[0071] 表1生活垃圾成分组成(wt % )
[0072]
Figure CN104787762AD00101
[0073] 进厂的垃圾经过简单分选去除大块无机物和金属,然后进行破碎,破碎得到的垃 圾热解原料粒径< 20mm ;
[0074] 破碎的垃圾被均匀在辐射管旋转床热解炉内进行布料,布料厚度为100mm,在炉内 垃圾随炉底的转动经过干燥、热解、活化完成反应,其中干燥区温度350摄氏度,热解区温 度800摄氏度,活化区温度900摄氏度,总处理时间为2小时;
[0075] 辐射管旋转床热解炉为实现该过程的主体设备,它包括壳体、布料炉盘、多个辐射 管、驱动装置、多个隔墙。其炉底为可转动的环形炉底,辐射管燃烧器布置于壳体的内周壁 上,通过燃烧热解气以热辐射的方式提供垃圾热解所需热量,辐射管内的烟气与旋转床内 的气氛隔绝。隔墙将热解炉分为三个腔室,分别是干燥腔室、热解腔室和活化腔室,物料由 干燥腔室前端给入,在干燥腔室的炉顶处设置气体出口,用于收集高温含水蒸气的油气;活 化腔室的下部炉墙设置循环气入口,将收集的高温油气部分循环回流入旋转床,既作为活 化剂也作为提高气体成分的调控剂使用,为了使循环的高温油气均匀分布,炉底的料板选 用穿孔板,在活化区末端设置出料装置,收集活性炭产品;
[0076] 收集的含水蒸汽的高温油气一部分被循环风机回流至活化腔室的活化剂入口作 为活化剂使用,另一部分经过冷却净化后,得到热解油和热解气,其中热解油储存在热解油 储罐中,作为产品销售。热解气被存储在热解气缓冲罐中,其中一部分作为通过压力设备和 管道与辐射管燃烧器相连,作为辐射管燃烧器的补充燃料,其余部分作为产品销售;
[0077] 生成的活性炭经位于活化腔室末端的密封出料机排出,冷却后得到活性炭产品。
[0078] 得到的产品产率见表2,其中热解气热值为4600kcal/Nm3:
[0079] 表2产品产率(wt %干基)
[0080]
Figure CN104787762AD00111
[0081] 得到的活性炭性能参数见表3
[0082] 表3活性炭性能参数
[0083]
Figure CN104787762AD00112
[0084] 实施例2
[0085] 采用北京市脱水污泥为原料,污泥含水率60%,其工业分析及热值见表4 :
[0086] 表4北京市污泥工业分析及热值
[0087]
Figure CN104787762AD00113
[0088] 进厂污泥不需进行预处理直接均匀地在辐射管旋转床热解炉内进行布料,布料厚 度200_,在炉内污泥随炉底的转动经过干燥、热解、活化完成反应,其中干燥区温度400摄 氏度,热解区温度700摄氏度,活化区温度850摄氏度,反应时间3小时;
[0089] 辐射管旋转床热解炉为实现该过程的主体设备,具体结构和功能应用同实施例1 的描述。物料由干燥区前端给入,在干燥区的炉顶处设置气体出口,用于收集高温含水蒸气 的油气;在活化区下部的炉体侧面设置循环气入口,将收集的高温油气部分循环回流入旋 转床,既作为活化剂也作为提高气体成分的调控剂使用,为了使循环的高温油气均匀分布, 炉底的料板选用穿孔板,在活化区末端设置出料装置,收集活性炭产品;
[0090] 收集的含水蒸汽的高温油气一部分被循环风机回流至活化区的气体入口作为活 化剂使用,另一部分经过冷却净化后,得到热解油和热解气,其中热解油储存在油罐中,作 为产品销售。热解气被存储在气罐中,其中一部分作为通过压力设备和管道与辐射管燃烧 器相连,作为辐射管燃烧器的补充燃料,其余部分作为产品销售;
[0091] 生成的活性炭经位于活化区末端的密封出料机排出,冷却后得到活性炭产品。
[0092] 得到的产品产量见表5,其中热解气的热值为4300kcal/Nm3:
[0093] 表5产品产率(wt %干基)
[0094]
Figure CN104787762AD00121
[0095] 得到的活性炭性能参数见表6。
[0096] 表6活性炭性能参数
[0097]
Figure CN104787762AD00122
[0098] 在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语"安装"、"相连"、"连接"、"固定"等 术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连 接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内 部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情 况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0099] 在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征"上"或"下"可以 是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在 第二特征"之上"、"上方"和"上面"可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示 第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"可以是 第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0100] 在本说明书的描述中,参考术语"一个实施例"、"一些实施例"、"示例"、"具体示 例"、或"一些示例"等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特 点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不 必针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一 个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术 人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合 和组合。
[0101] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例 性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述 实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1. 一种含水有机物热解生产活性炭的方法,其特征在于,包括: 将含水有机物进行破碎处理,以便得到平均粒径不大于20毫米的原料; 将所述原料在辐射管旋转床热解炉内进行干燥处理、热解处理和活化处理,以便得到 含有水蒸气的高温油气和活性炭;以及 利用部分所述含有水蒸气的高温油气作为活化剂用于所述活化处理,将其余所述含有 水蒸气的高温油气进行油气分离处理,以便得到热解油和热解气。
2. 根据权利要求1所述的含水有机物热解生产活性炭的方法,其特征在于,将所述热 解气作为所述辐射管旋转床热解炉的燃料。
3. 根据权利要求1所述的含水有机物热解生产活性炭的方法,其特征在于,所述含 水有机物为生活垃圾、污泥、生物质和低阶煤中的至少一种,所述含水有机物的含水量为 20-65 %〇
4. 根据权利要求1所述的含水有机物热解生产活性炭的方法,其特征在于,在所述 辐射管旋转床热解炉内进行干燥处理的温度为300-400摄氏度、所述热解处理的温度为 600-800摄氏度,所述活化处理的温度为850-950摄氏度。
5. 根据权利要求1所述的含水有机物热解生产活性炭的方法,其特征在于,在所述辐 射管旋转床热解炉内进行干燥处理、热解处理和活化处理的时间总共为1. 5-3. 5小时。
6. 根据权利要求1所述的含水有机物热解生产活性炭的方法,其特征在于,所述辐射 管旋转床热解炉内布料的厚度为50-250毫米。
7. -种含水有机物热解生产活性炭的系统,其特征在于,包括: 预处理装置,所述预处理装置适于对所述含水有机物进行破碎处理,以便得到平均粒 径不高于20毫米的原料; 辐射管旋转床热解炉,所述辐射管旋转床热解炉包括: 壳体,所述壳体形成环状炉腔; 布料炉盘,所述布料炉盘可转动地位于所述环状炉腔的下部; 多个辐射管,多个所述辐射管设置在所述壳体的内周壁上; 驱动装置,所述驱动装置设置在所述壳体的下方且与所述布料炉盘相连,以便驱动所 述布料炉盘转动; 多个隔墙,多个所述隔墙由所述壳体的顶壁向下伸出且与所述布料炉盘保持一定距 离,多个所述隔墙将所述环状炉腔分割为依次相邻的干燥腔室,热解腔室和活化腔室,其 中,每相邻的两个腔室的下部相连通,所述干燥腔室具有进料口和高温油气出口,所述活化 腔室具有活化剂入口和活性炭出口,其中,所述进料口与所述预处理装置相连,所述辐射管 旋转床热解炉适于将所述原料进行干燥处理、热解处理和活化处理,以便得到含有水蒸气 的高温油气和活性炭; 油气分离装置,所述油气分离装置与所述高温油气出口相连,且适于对所述含有水蒸 气的高温油气进行油气分离处理,以便得到热解油和热解气; 热解油储罐,所述热解油储罐与所述油气分离装置相连且适于储存所述热解油; 热解气缓冲罐,所述热解气缓冲罐与所述油气分离装置相连且适于储存所述热解气。
8. 根据权利要求7所述的含水有机物热解生产活性炭的系统,其特征在于,所述热解 气缓冲罐与所述辐射管旋转床热解炉的燃料入口相连,以便将所述热解气作为所述辐射管 旋转床热解炉的燃料。
9. 根据权利要求7所述的含水有机物热解生产活性炭的系统,其特征在于,所述干燥 腔室内的温度为300-400摄氏度、所述热解腔室内的温度为600-800摄氏度,所述活化腔室 内的温度为850-950摄氏度。
10. 根据权利要求7所述的含水有机物热解生产活性炭的系统,其特征在于,在所述辐 射管旋转床热解炉内布料炉盘旋转一周的时间为1. 5-3. 5小时, 任选地,所述布料炉盘上的布料的厚度为50-250毫米。
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