CN105462604B - 一种生活垃圾及油页岩整体热解装置及其热解方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生活垃圾及油页岩整体热解装置及其热解方法，在微波发生装置的微波发生腔内设有物料台，物料台用于放置待热解的物料，物料台通过支撑架支撑在发生腔内底部之上；支撑架上具有一活动的罩体，用于盖住热解物料；微波发生装置的顶部设有气体收集装置，出气管道端口通过管路连接气体收集装置，气体收集装置在连接产物收集管，产物收集管的出口置于在微波发生装置外部的烧杯内；烧杯置于盛装有冰水混合物的容器内。本装置结构简单，把油页岩以及生活垃圾混合物在吸波剂催化剂作用下，利用微波热解能够获得较好的经济收益，相比传统的热传导，热对流，热辐射，微波热解具有即时性，热量由内而外，热解效率高等优点。

Description

一种生活垃圾及油页岩整体热解装置及其热解方法
技术领域
本发明涉及能源回收利用，尤其涉及一种生活垃圾及油页岩整体热解装置及其热解方法。
背景技术
城市生活垃圾来源于城市经济活动和居民生活过程的废弃物。据统计，2005年，某大型城市产生的生活垃圾达622.15万吨，2006年达到658.26万吨，较2005年增长5.8％，高峰季节最高日产达18000吨左右。对如此巨量的生活垃圾进行收集、运输、处理要耗费大量的人力、物力和财力。随着城市人口的增长和经济的发展，目前，生活垃圾的数量近期内仍将以5％-8％的速度增长，对城市的经济和环境产生巨大压力。因此，如何有效地治理城市生活垃圾，把对生活垃圾从以往单纯的无害化消纳处理，转向作为资源加以积极利用，把垃圾的资源化利用纳入城市循环经济的轨道，并培育发展成为一项新兴的产业，这是实现城市可持续发展的重要内容之一。
实践证明，垃圾中蕴藏着丰富的可利用资源。据对该大型城市某城区2004年居民垃圾的成份调查表明，有机垃圾(包括餐厨垃圾、果皮等)占68.2％左右，纸张占9.1％，塑料占13.2％，金属占0.9％，竹木、布类等占4.2％，碎玻璃、渣石等占4.4％，可见垃圾中含有的可利用物质十分丰富。利用垃圾中有用成份作为再生原料有着一系列优点，首先能节约自然资源，其次可避免垃圾污染环境，而且利用垃圾制取的产品能源消耗要低于用初始原料加工，有的甚至要低好几倍。如果垃圾中的可用物料得到无数次反复利用，则垃圾将成为取之不尽的循环利用资源，这对促进社会和经济的可持续发展起着极为重要的作用。城市生活垃圾若能得到合理利用，可作为能源的一大提供者，如若不能，会成为城市生活的重大负担。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种结构简单、热解效率高的生活垃圾及油页岩整体热解装置及其热解方法。
本发明通过下述技术方案实现：
一种生活垃圾及油页岩整体热解装置，包括微波发生装置，在微波发生装置的微波发生腔内设有物料台7，物料台7用于放置待热解的物料，物料台7通过支撑架8支撑在发生腔内底部之上；
所述支撑架8上设有用于与氮气接口部件9；所述支撑架8上具有一活动的罩体6，用于盖住放置在物料台7上待热解物料；
所述罩体6的顶部设有用于插入热电偶4的插入口和出气管道端口5。
所述微波发生装置的顶部设有气体收集装置51，所述出气管道端口5通过管路连接气体收集装置51，气体收集装置51在连接产物收集管2，产物收集管2的出口置于在微波发生装置外部的试管10内；所述试管10置于盛装有冰水混合物的容器11内。
所述产物收集管2的外部包覆有绝热层3。
所述氮气接口部件9通过进气管道14连接设置在微波发生装置外部的氮气气瓶13。
所述氮气接口部件9为玻璃管。
所述氮气气瓶13与进气管道14直接设置有用于关闭或打开氮气的阀门。
上述生活垃圾及油页岩整体热解装置获得干馏气以及页岩油的方法如下：
首先配置粉碎后呈粉末状的生活垃圾与油页岩粉，并加入催化剂与吸波剂，再加入水对其进行浸泡，利用磁力搅拌机搅拌2小时使其混合均匀，然后取出待其自然风干，自然风干后获得微波热解的物料；
将物料放入微波发生腔内的物料台7，然后盖上罩体6，打开氮气气瓶的阀门，氮气通入时间1至2分钟，使微波发生腔内具有惰性气体氛围，保证物料的热解过程中大小分子裂解的进行，避免与空气中的氧气发生氧化反应，干扰热解过程，影响热解产物的获得；
设定好热解过程所需的微波功率，热解过程15至25分钟；通过罩体6顶部的插入口，将热电偶4插入物料中，并记录其温升速率，以期获得不同温升速率对热解效果的定性影响；通过微波发生装置上的气体收集装置51收集干馏气，作为运输气体的氮气携带热解产物通过产物收集管2进入试管10中。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
本发明把油页岩以及生活垃圾混合物在吸波剂催化剂作用下，利用微波热解能够获得较好的经济收益，相比传统的热传导，热对流，热辐射，微波热解具有即时性，热量由内而外，热解效率高等优点。
把城市生活垃圾与油页岩混合，获得更好的热解效果，得到可利用的干馏气以及页岩油。
以微波发生装置发出的微波作为输入能量，微波具有即时性，稳定性，热量由内而外发出，效率高等优点。
考虑到粉末状城市生活垃圾以及油页岩粉对微波的吸收并不充分，又把活性炭制粉当做吸波剂，白云石制粉作为催化剂，大大提高微波热解的效率。
整个微波过程在一个封闭的金属壳体构成的微波发生腔，若微波热解过程中有突发状况，可最大限度保证其安全性。
微波热解过程发生在惰性气体氛围，保证在反应装置内只有热解过程，避免与空气中氧气进行氧化过程。
微波发生装置功率可调，可以不同功率进行多个热解过程，用以获得热解过程中的最高效率。
通过热电偶配合温度监控装置，可直白观察不同温升速率对热解过程的影响。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。
实施例
如图1所示。本发明公开了一种生活垃圾及油页岩整体热解装置，包括微波发生装置，在微波发生装置的微波发生腔内设有物料台7，物料台7用于放置待热解的物料，物料台7通过支撑架8支撑在发生腔内底部之上；
所述支撑架8上设有用于与氮气接口部件9；所述支撑架8上具有一活动的罩体6，用于盖住放置在物料台7上待热解物料；
所述罩体6的顶部设有用于插入热电偶4的插入口和出气管道端口5。
所述微波发生装置的顶部设有气体收集装置51，所述出气管道端口5通过管路连接气体收集装置51，气体收集装置51在连接产物收集管2，产物收集管2的出口置于在微波发生装置外部的试管10内；所述试管10置于盛装有冰水混合物的容器11内。
所述产物收集管2的外部包覆有绝热层3，保证产物得到充分冷却。
所述氮气接口部件9通过进气管道14连接设置在微波发生装置外部的氮气气瓶13。
所述氮气接口部件9为玻璃管。
所述氮气气瓶13与进气管道14直接设置有用于关闭或打开氮气的阀门。
上述生活垃圾及油页岩整体热解装置获得干馏气以及页岩油的方法如下：
首先配置粉碎后呈粉末状的生活垃圾与油页岩粉，并加入催化剂与吸波剂，再加入水对其进行浸泡，利用磁力搅拌机搅拌2小时使其混合均匀，然后取出待其自然风干，自然风干后获得微波热解的物料；呈粉末状的生活垃圾的粒度约为0.1mm。油页岩粉的粒度约为0.1mm。所述吸波剂为活性炭；所述催化剂为镍基材料或白云石；
将物料放入微波发生腔内的物料台7，然后盖上罩体6，打开氮气气瓶的阀门(约1分钟后在出口管道12出口处检测到有气体流出)，氮气通入时间1至2分钟，使微波发生腔内具有惰性气体氛围，保证物料的热解过程中大小分子裂解的进行，避免与空气中的氧气发生氧化反应，干扰热解过程，影响热解产物的获得；
设定好热解过程所需的微波功率，热解过程15至25分钟；通过罩体6顶部的插入口，将热电偶4插入物料中，并记录其温升速率，以期获得不同温升速率对热解效果的定性影响；通过微波发生装置上的气体收集装置51收集干馏气，作为运输气体的氮气携带热解产物通过产物收集管2进入试管10中。
如上所述，便可较好地实现本发明。
本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种生活垃圾及油页岩整体热解装置获得干馏气以及页岩油的方法；所述生活垃圾及油页岩整体热解装置包括微波发生装置(1)，在微波发生装置(1)的微波发生腔内设有物料台(7)，物料台(7)用于放置待热解的物料，物料台(7)通过支撑架(8)支撑在发生腔内底部之上；
所述支撑架(8)上设有用于与氮气接口部件(9)；所述支撑架(8)上具有一活动的罩体(6)，用于盖住放置在物料台(7)上待热解物料；
所述罩体(6)的顶部设有用于插入热电偶(4)的插入口和出气管道端口(5)；
所述微波发生装置(1)的顶部设有气体收集装置(51)，所述出气管道端口(5)通过管路连接气体收集装置(51)，气体收集装置(51)在连接产物收集管(2)，产物收集管(2)的出口置于在微波发生装置外部的试管(10)内；所述试管(10)置于盛装有冰水混合物的容器(11)内；
其特征在于，生活垃圾及油页岩整体热解装置获得干馏气以及页岩油的方法包括如下步骤：
首先配置粉碎后呈粉末状的生活垃圾与油页岩粉，并加入催化剂与吸波剂，再加入水对其进行浸泡，利用磁力搅拌机搅拌2小时使其混合均匀，然后取出待其自然风干，自然风干后获得微波热解的物料；
将物料放入微波发生腔内的物料台(7)，然后盖上罩体(6)，打开氮气气瓶的阀门，氮气通入时间1至2分钟，使微波发生腔内具有惰性气体氛围，保证物料的热解过程中大小分子裂解的进行，避免与空气中的氧气发生氧化反应，干扰热解过程，影响热解产物的获得；
设定好热解过程所需的微波功率，热解过程15至25分钟；通过罩体(6)顶部的插入口，将热电偶(4)插入物料中，并记录其温升速率，以期获得不同温升速率对热解效果的定性影响；通过微波发生装置上的气体收集装置(51)收集干馏气，作为运输气体的氮气携带热解产物通过产物收集管(2)进入试管(10)中；
所述催化剂为镍基材料或白云石。
2.根据权利要求1所述生活垃圾及油页岩整体热解装置获得干馏气以及页岩油的方法，其特征在于：所述粉末状的生活垃圾的粒度约为0.1mm；所述油页岩粉的粒度约为0.1mm。
3.根据权利要求2所述生活垃圾及油页岩整体热解装置获得干馏气以及页岩油的方法，其特征在于：所述吸波剂为活性炭。
4.根据权利要求1所述生活垃圾及油页岩整体热解装置获得干馏气以及页岩油的方法，其特征在于，所述产物收集管(2)的外部包覆有绝热层(3)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述生活垃圾及油页岩整体热解装置获得干馏气以及页岩油的方法，其特征在于，所述氮气接口部件(9)通过进气管道(14)连接设置在微波发生装置外部的氮气气瓶(13)。
6.根据权利要求5所述生活垃圾及油页岩整体热解装置获得干馏气以及页岩油的方法，其特征在于，所述氮气接口部件(9)为玻璃管。
7.根据权利要求5所述生活垃圾及油页岩整体热解装置获得干馏气以及页岩油的方法，其特征在于，所述氮气气瓶(13)与进气管道(14)直接设置有用于关闭或打开氮气的阀门。
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