CN114192555A - 高含碳危固废弃物资源化综合利用的方法及其产品和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高含碳危固废弃物资源化综合利用的方法及其产品。该方法包括以下步骤：将包含高含碳危固废弃物的原料在热解系统中进行炭化热处理，分离出气相产物、液相产物以及固相产物；将所述气相产物送入焚烧系统进行焚烧处理，由此产生的烟气输送到所述热解系统中作为热源进行利用；将所述液相产物进行除渣分离处理和脱水处理，得到轻质油；将所述固相产物采用水蒸汽进行活化处理，得活化料。通过本发明的方法实现了危废的资源化、无害化利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种高含碳危(固)废弃物资源化综合利用的方法及其应用，特别是由高含碳危固废弃物提取轻质油和/或制备活性炭的方法，及其产品和应用。
背景技术
在碳资源的消耗和利用过程中不可避免地会产生大量的副产品和废弃物，焦油渣、沥青渣和洗油、蒽油等就是其中常见的废弃物。无论从企业的经济效益还是环境保护以及社会效益方面考虑，实施碳资源的清洁、高附加值转化的加工利用途径具有重要的战略意义。
在煤气化技术中，在分离器的最下层会沉降一定量的焦油和煤粉，即煤焦油渣，其中大部分物质为煤尘，少部分是焦油。另在焦化厂及兰炭厂生产过程中，也会产生吸附有煤焦油的粘稠状固体废渣和洗油，主要是由多环芳烃碳氢化合物、酚和萘以及煤粉、焦粉。焦油渣具有腐蚀性、粘附性，在一定温度下具有一定的流动性，极易粘附在设备上，常温下极其粘稠，难于直接利用。产生的大量焦油渣已成为环境保护的障碍，其难处理污染重的特性长期存在，大量焦油渣的存在已构成严重的环境风险隐患，一方面焦油渣中的煤焦油未实现充分利用，另一方面作为危险废物的废渣无序堆放可能导致严重的地下水及土壤污染，上述高含碳危(固)类的废弃物已被列入《国家危险废物名录(2016版)》。焦油渣中含有大量的固定碳和有机组分，具有较高的发热量，将之化害为利、变废为宝，是解决焦油渣的最佳途径。田秀文(专利申请号201310633218.6)以焦油渣配型煤炼焦，即解决了焦化厂焦油带来的环境污染问题，又节省了煤源，添加焦油渣可以明显增加焦炭的块焦率。专利申请号201410794351.4中采用石油渣与焦油渣联合制备活性炭和燃料油，得到了不定型类高比表面积的活性炭和工业锅炉用的燃料油。专利申请号201510810954.3和201711169480.4以焦油渣为原料制备了焦油渣固体燃料，但仅仅是通过挤条成型方式解决了样品的运输和储存问题。专利申请号201711001248.X提出了一种焦油渣资源化处理工艺，但仅以回收焦油为目的，其通过破乳脱水、溶剂萃取和离心分离工艺使焦油渣中焦油的回收率达到95％以上。本专利申请是申请人或申请人关联人关于高含碳危(固)残渣等含碳危险废物资源化利用研究领域新的研究成果，是在CN201811440425.9一种精/蒸馏废弃物制备成型的碳基材料及其制备方法以及CN201811440301.0一种基于碳质收尘粉的碳基材料及其制备方法上的更延伸的研究和发明，有助于更进一步提高此类危险废物的综合利用水平，达到更好的无害化、资源化处置利用水平，同时更进一步降低在处置过程中的综合能耗水平，提升整体效益。
发明内容
针对现有生产中焦炭生产、兰炭生产以及高含碳危(固)带来的大量高含碳危险废弃物问题，本发明提供了一种高含碳危固废弃物资源化综合利用的方法，特别是由高含碳危固废弃物提取轻质油和/或制备活性炭的方法，能够降低环境污染，实现资源的有效再利用。
首先，本发明提供一种高含碳危固废弃物资源化综合利用的方法，其包括以下步骤：
(1)将包含高含碳危固废弃物的原料在热解系统中进行炭化热处理，分离出气相产物、液相产物以及固相产物；
(2)将所述气相产物送入焚烧系统进行焚烧处理，由此产生的烟气输送到所述热解系统中作为热源进行利用；
(3)将所述液相产物进行除渣分离处理和脱水处理，得到轻质油；
(4)将所述固相产物采用水蒸汽进行活化处理，得活化料。
根据本发明的一些实施方式，所述方法还包括对活化料进行破碎、制粉、筛分处理，得活性炭产品。
根据本发明的一些实施方式，所述高含碳危固废弃物具有如下特征：固定碳含量≥30％，灰分4％～35％，挥发分5％～50％，含油率12％～70％，灰分≤20％。
根据本发明的一些实施方式，所述原料还包含煤或生物质材料。优选地，所述煤为褐煤、烟煤和无烟煤中的一种或多种，所述生物质材料为向日葵秸秆、锯末、小麦壳、果壳中的一种或多种。
根据本发明的一些实施方式，所述高含碳危固废弃物为以下危险废物中的一种或多种：
记录于《国家危险废物名录(2016版)》内废物代号为252-002-11的危险废物；
记录于《国家危险废物名录(2016版)》内废物代号为252-003-11的危险废物；
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记录于《国家危险废物名录(2016版)》内废物代号为900-013-11的危险废物；
记录于《国家危险废物名录(2016版)》内废物代号为309-001-11的危险废物。
根据本发明的一些实施方式，所述高含碳危固废弃物为焦油渣、沥青渣、含油污泥、罐底泥中的一种或多种。
根据本发明的一些实施方式，在步骤(1)中，所述热解系统包括热解反应器，优选静态管式炉或回转炉(外热式、内热式均可)。热解反应器热源可以是系统自产气相产物燃烧产生的热烟气，或者是以电力为动力，或者是微波。优选的以系统自产气相产物燃烧的热烟气为热源。
根据本发明的一些实施方式，在步骤(1)中，炭化热处理中，控制升温速率控制为3℃/min～20℃/min，热解温度300℃～800℃，热解时间为30min～360min，优选地，热解升温速率8℃/min～15℃/min，热解温度在400℃～650℃，热解时间60min～120min。
根据本发明的一些实施方式，步骤(2)中，烟气输送到所述热解系统中作为热源进行利用后，进入余热锅炉系统，产出水蒸汽，水蒸汽送入步骤(4)供活化处理使用，经余热锅炉系统利用后的烟气经净化后达标排放。
根据本发明的一些实施方式，步骤(3)中，轻质油进入焦油加氢系统，产出轻油、酚油、蒽油、萘油或燃料油中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，步骤(3)中，除渣分离处理后的残渣与高含碳危固废弃物进行混合后，进入所述热解系统，进行炭化热处理。
根据本发明的一些实施方式，步骤(3)中，脱水处理后产生的废水进入废水处理系统进行处理，然后回到所述热解系统作为冷却介质。
根据本发明的一些实施方式，步骤(4)中，活化处理产生的气相进入到所述焚烧系统进行焚烧，以产生可供使用的热量；
根据本发明的一些实施方式，步骤(4)中，将所述固相产物压制成型，成型颗粒大小为3mm～15mm，然后将成型颗粒置入高温活化炉中，控制活化温度700～950℃，通入水蒸气进行活化，活化时间为30min～240min。
根据本发明的实施方式，本发明所述高含碳危(固)废弃物资源化综合利用的方法，包括将所述废弃物作为原料进行混匀后置入热解反应器中，原料经过炭化热处理，控制热解工艺过程，分离出气相产物、液相产物以及固相产物。气相产物经焚烧后产生的热烟气经烟道回到热解反应器中为热解反应器提供热源，经热解反应器一次利用后的烟气进入余热锅炉系统二次利用产出蒸汽，蒸汽得以利用，经余热锅炉利用后的烟气经净化后达标排放；液相产物经收集后经除渣分离、脱水得轻质油，可对外销售或进入焦油加氢系统产出轻油，酚油、蒽油以及萘油或燃料油，液相产物分离后的残渣与原料进行混合后再次进入热解系统，依次循环，最终得以利用，液相产物脱水产生的废水进废水处理站处理后回到热解反应器作为冷却介质。固相产物通入高温水蒸气，控制工艺过程进行活化处理，得活化料，对活化料进行破碎、筛分处理，得活性炭产品。固相产物高温水蒸气活化产生的气相并入到热解反应器产生的气相产物焚烧系统进行焚烧供热得以最终利用。
进一步地，本发明还提供一种上述所述的方法制备的活性炭，该活性炭具有如下特征中的一个或多个：粒度90％过325目，或100％过200目，比表面300m2/g～900m2/g，堆积密度350g/L～600g/L，水分≤8％，着火点≥400℃，灰分为6％～35％，碘值≥800mg/g，亚甲蓝≥120mg/g，pH值7～12。该活性炭可主要应用在污水脱色、重金属脱除、有机污染物脱除，在垃圾焚烧发电的烟气脱酸、脱除重金属以及二噁英等领域。
进一步地，本发明还提供一种上述所述的方法制备的轻质油，该轻质油具有如下特征中的一个或多个：密度≤1.07，硫含量≤0.6％，氮含量≤0.75％，凝点≤25℃，残炭≤6.5％，总氯≤20ppm，终馏点≤400℃。
本发明提供的高含碳危固废弃物资源化综合利用的方法可将高含碳危(固)高含碳危(固)废弃物作为产品原料进行分级分质梯级再利用，实现了危废的资源化、无害化利用。在危废处置过程中不仅产生了良好的经济效益，还解决此类危废难处置，大量堆积带来的环境风险问题，产生了良好的社会效益和环境效益。提取的轻质油部分能进入下游工业生产环节进一步制备蒽油、酚油、萘油以及燃料油等产品，而制备的活性炭材料性能优异，中孔发达，用于脱色、脱除重金属等效果极佳，成本低廉。特别是适用于垃圾焚烧烟气中脱除二噁英、汞、砷等重金属效能优异，性价比高，用于化工废水的脱色、脱除含酚废水中有机物和重金属效果显著。
具体实施方式
本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明高含碳危(固)废弃物资源化综合利用的方法，特别是该废弃物提取轻质油以及制备活性炭的方法，包括以下步骤：
步骤一：将所述废弃物作为原料进行混匀后置入热解反应器中，原料经过炭化热处理，控制热解工艺过程，分离出气相产物、液相产物以及固相产物。
步骤二：将步骤一中分离出的气相产物经焚烧后产生的热烟气经烟道回到热解反应器中为热解反应器提供热源，经热解反应器一次利用后的烟气进入余热锅炉系统二次利用产出蒸汽，蒸汽得以利用，经余热锅炉利用后的烟气经净化后达标排放。
步骤三：将步骤一中液相产物经收集后经除渣分离、脱水得轻质油，可对外销售或进入焦油加氢系统产出轻油，酚油、蒽油以及萘油或燃料油，液相产物分离后的残渣与原料进行混合后再次进入热解系统，依次循环，最终得以利用，液相产物脱水产生的废水进废水处理站处理后回到热解反应器作为冷却介质。
步骤四：将步骤一的固相产物压制成型，成型颗粒大小为3mm～15mm，然后将成型颗粒置入高温活化炉中，控制活化温度700～950℃，通入步骤二产生的水蒸气进行活化，活化时间为30min～180min后得活化料。对活化料进行破碎、制粉、筛分处理，得活性炭产品。
步骤五：将步骤四活化产生的气相并入到热解反应器产生的气相产物焚烧系统进行焚烧供热得以最终利用。
本发明制备的活性炭和提取的轻质油，相应技术指标如下。
活性炭粒度90％过325目，或100％过200目，比表面300m2/g～900m2/g，堆积密度350g/L～600g/L，水分≤5％，着火点≥400℃，灰分为6％～35％，碘值≥800mg/g，亚甲蓝≥120mg/g，pH值7～12。
轻质油密度≤1.07，硫含量≤0.6％，氮含量≤0.75％，凝点≤25℃，残炭≤6.5％，总氯≤20ppm，终馏点≤400℃。
上述活性炭根依据HJ/T 298《危险废物鉴别技术规范》、GB5085.3《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》进行鉴别后判定其不属于危险废物，可作为产品进行销售和应用。
实施例1：
将252-002-11～252-006-11之一或者几者的混合物混匀后放入固定床管式热解炉，经过炭化热处理，控制升温速率控制为3℃/min，热解温度390℃，热解时间为130min，分离出气相产物、液相产物以及固相产物。气相产物经焚烧后产生的热烟气经烟道回到热解反应器中为热解反应器提供热源，经热解反应器一次利用后的烟气进入余热锅炉系统二次利用产出压力为0.2Mpa蒸汽，蒸汽用于后续活化炉，经余热锅炉利用后的烟气经净化后达标排放；液相产物经收集后经除渣分离、脱水得轻质油，对外销售，液相产物分离后的残渣与原料进行混合后再次进入热解系统，液相产物脱水产生的废水进废水处理站处理后回到热解反应器作为冷却介质。固相产物经压制成颗粒大小为5mm的物料，然后将成型物料放入活化外热式回转活化炉中，控制活化温度700℃，活化时间为45min，后得活化料。对活化料进行破碎、制粉、筛分处理成90％过325目，得活性炭产品。
上述制备的活性炭具有如下特征：比表面积300m2/g～900m2/g，堆积密度350g/L～600g/L，水分≤5％，着火点≥400℃，灰分为6％～35％，碘值≥800mg/g，亚甲蓝≥120mg/g，pH值7～12。该活性炭主要用于垃圾焚烧烟气治理脱除重金属及二噁英。
上述提取的轻质油具有如下特征：轻质油密度≤1.07，硫含量≤0.6％，氮含量≤0.75％，凝点≤25℃，残炭≤6.5％，总氯≤20ppm，终馏点≤400℃。
实施例2：
将252-011-11、252-017-11两者之一或者两者的混合物混匀后放入固定床管式热解炉，经过炭化热处理，控制升温速率控制为12℃/min，热解温度670℃，热解时间为160min，分离出气相产物、液相产物以及固相产物。气相产物经焚烧后产生的热烟气经烟道回到热解反应器中为热解反应器提供热源，经热解反应器一次利用后的烟气进入余热锅炉系统二次利用产出压力为0.25Mpa蒸汽，蒸汽用于后续活化炉，经余热锅炉利用后的烟气经净化后达标排放；液相产物经收集后经除渣分离、脱水得轻质油，对外销售，液相产物分离后的残渣与原料进行混合后再次进入热解系统，液相产物脱水产生的废水进废水处理站处理后回到热解反应器作为冷却介质。固相产物经压制成颗粒大小为9mm的物料，然后将成型物料放入活化外热式回转活化炉中，控制活化温度850℃，活化时间为120min，后得活化料。对活化料进行破碎、制粉、筛分处理成90％过325目，得活性炭产品。
上述制备的活性炭具有如下特征：比表面积300m2/g～900m2/g，堆积密度350g/L～600g/L，水分≤5％，着火点≥400℃，灰分为6％～35％，碘值≥800mg/g，亚甲蓝≥120mg/g，pH值7～12。该活性炭主要用于垃圾焚烧烟气治理脱除重金属及二噁英。
上述提取的轻质油具有如下特征：轻质油密度≤1.07，硫含量≤0.6％，氮含量≤0.75％，凝点≤25℃，残炭≤6.5％，总氯≤20ppm，终馏点≤400℃。
实施例3：
将451-001-11、451-002-11、451-003-11三者之一或者三者任意之间的混合物混匀后放入固定床管式热解炉，经过炭化热处理，控制升温速率控制为20℃/min，热解温度800℃，热解时间为30min，分离出气相产物、液相产物以及固相产物。气相产物经焚烧后产生的热烟气经烟道回到热解反应器中为热解反应器提供热源，经热解反应器一次利用后的烟气进入余热锅炉系统二次利用产出压力为0.35Mpa蒸汽，蒸汽用于后续活化炉，经余热锅炉利用后的烟气经净化后达标排放；液相产物经收集后经除渣分离、脱水得轻质油，对外销售，液相产物分离后的残渣与原料进行混合后再次进入热解系统，液相产物脱水产生的废水进废水处理站处理后回到热解反应器作为冷却介质。固相产物经压制成颗粒大小为4mm的物料，然后将成型物料放入活化外热式回转活化炉中，控制活化温度900℃，活化时间为38min，后得活化料。对活化料进行破碎、制粉、筛分处理成100％过200目，得活性炭产品。
上述制备的活性炭具有如下特征：比表面积300m2/g～900m2/g，堆积密度350g/L～600g/L，水分≤5％，着火点≥400℃，灰分为6％～35％，碘值≥800mg/g，亚甲蓝≥120mg/g，pH值7～12。该活性炭主要用于垃圾焚烧烟气治理脱除重金属及二噁英。
上述提取的轻质油具有如下特征：轻质油密度≤1.07，硫含量≤0.6％，氮含量≤0.75％，凝点≤25℃，残炭≤6.5％，总氯≤20ppm，终馏点≤400℃。
实施例4：
将900-013-11、309-001-11两者之一或二者任意之间的混合物混匀后放入回转式热解炉，经过炭化热处理，控制升温速率控制为16℃/min，热解温度680℃，热解时间为75min，分离出气相产物、液相产物以及固相产物。气相产物经焚烧后产生的热烟气经烟道回到热解反应器中为热解反应器提供热源，经热解反应器一次利用后的烟气进入余热锅炉系统二次利用产出压力为0.40Mpa蒸汽，蒸汽用于后续活化炉，经余热锅炉利用后的烟气经净化后达标排放；液相产物经收集后经除渣分离、脱水得轻质油，对外销售，液相产物分离后的残渣与原料进行混合后再次进入热解系统，液相产物脱水产生的废水进废水处理站处理后回到热解反应器作为冷却介质。固相产物经压制成颗粒大小为20mm的物料，然后将成型物料放入活化外热式回转活化炉中，控制活化温度900℃，活化时间为88min，后得活化料。对活化料进行破碎、制粉、筛分处理成100％过200目，得活性炭产品。
上述制备的活性炭具有如下特征：比表面积300m2/g～900m2/g，堆积密度350g/L～600g/L，水分≤5％，着火点≥400℃，灰分为6％～35％，碘值≥800mg/g，亚甲蓝≥120mg/g，pH值7～12。该活性炭主要用于垃圾焚烧烟气治理脱除重金属及二噁英。
上述提取的轻质油具有如下特征：轻质油密度≤1.07，硫含量≤0.6％，氮含量≤0.75％，凝点≤25℃，残炭≤6.5％，总氯≤20ppm，终馏点≤400℃。
实施例5：
将高粘度的来自于焦油加氢残留底物，与褐煤按质量比2:1～4:1进行配比，并将两者混匀后进行成型造粒成大小5～12mm的颗粒物，然后将之放入内热式回转热解炉中，经过热处理，控制升温速率控制为12℃/min，控制热解终温710℃，热解时间为90min，分离出气相产物、液相产物以及固相产物。气相产物经焚烧后产生的热烟气经烟道回到热解反应器中为热解反应器提供热源，经热解反应器一次利用后的烟气进入余热锅炉系统二次利用产出压力为0.25Mpa蒸汽，蒸汽用于后续活化炉，经余热锅炉利用后的烟气经净化后达标排放；液相产物经收集后经除渣分离、脱水得轻质油，对外销售，液相产物分离后的残渣与原料进行混合后再次进入热解系统，液相产物脱水产生的废水进废水处理站处理后回到热解反应器作为冷却介质。固相产物经直接放入活化回转活化炉中(可以是外热式，也可以是内热式)，控制活化温度950℃，活化时间为70min，后得活化料。对活化料进行破碎、制粉、筛分处理成100％过200目，得活性炭产品。
上述制备的活性炭具有如下特征：比表面积300m2/g～900m2/g，堆积密度350g/L～600g/L，水分≤5％，着火点≥400℃，灰分为6％～35％，碘值≥800mg/g，亚甲蓝≥120mg/g，pH值7～12。该活性炭主要用于垃圾焚烧烟气治理脱除重金属及二噁英。
上述提取的轻质油具有如下特征：轻质油密度≤1.07，硫含量≤0.6％，氮含量≤0.75％，凝点≤25℃，残炭≤6.5％，总氯≤20ppm，终馏点≤400℃。
实施例6：
将高粘度的来自于兰炭生产中产生的焦油渣，与神府烟煤粉按质量比2:1～4:1进行配比，并将两者混匀后进行成型造粒成大小3～10mm的颗粒物，然后将之放入外热式回转热解炉中，经过热处理，控制升温速率控制为9℃/min，控制热解终温770℃，热解时间为68min，分离出气相产物、液相产物以及固相产物。气相产物经焚烧后产生的热烟气经烟道回到热解反应器中为热解反应器提供热源，经热解反应器一次利用后的烟气进入余热锅炉系统二次利用产出压力为0.30Mpa蒸汽，蒸汽用于后续活化炉，经余热锅炉利用后的烟气经净化后达标排放；液相产物经收集后经除渣分离、脱水得轻质油，对外销售，液相产物分离后的残渣与原料进行混合后再次进入热解系统，液相产物脱水产生的废水进废水处理站处理后回到热解反应器作为冷却介质。固相产物经直接放入活化回转活化炉中(可以是外热式，也可以是内热式)，控制活化温度870℃，活化时间为180min，后得活化料。对活化料进行破碎、制粉、筛分处理成90％过325目、或100％过200目，得活性炭产品。
上述制备的活性炭具有如下特征：比表面积300m2/g～900m2/g，堆积密度350g/L～600g/L，水分≤5％，着火点≥400℃，灰分为6％～35％，碘值≥800mg/g，亚甲蓝≥120mg/g，pH值7～12。该活性炭主要用于垃圾焚烧烟气治理脱除重金属及二噁英。
上述提取的轻质油具有如下特征：轻质油密度≤1.07，硫含量≤0.6％，氮含量≤0.75％，凝点≤25℃，残炭≤6.5％，总氯≤20ppm，终馏点≤400℃。
实施例7：
将来自煤制气产生的焦油渣与粉碎后的秸秆按质量比2:1～4:1进行配比，并将两者混匀后进行成型造粒成大小5～12mm的颗粒物，然后将之放入外热式回转热解炉中，经过热处理，控制升温速率控制为3～12℃/min，控制热解终温580℃，热解时间为58min，分离出气相产物、液相产物以及固相产物。气相产物经焚烧后产生的热烟气经烟道回到热解反应器中为热解反应器提供热源，经热解反应器一次利用后的烟气进入余热锅炉系统二次利用产出压力为0.30Mpa蒸汽，蒸汽用于后续活化炉，经余热锅炉利用后的烟气经净化后达标排放；液相产物经收集后经除渣分离、脱水得轻质油，对外销售，液相产物分离后的残渣与原料进行混合后再次进入热解系统，液相产物脱水产生的废水进废水处理站处理后回到热解反应器作为冷却介质。固相产物经直接放入活化回转活化炉中(可以是外热式，也可以是内热式)，控制活化温度870℃，活化时间为180min，后得活化料。对活化料进行破碎、制粉、筛分处理成90％过325目、或100％过200目，得活性炭产品。
上述制备的活性炭具有如下特征：比表面积300m2/g～900m2/g，堆积密度350g/L～600g/L，水分≤5％，着火点≥400℃，灰分为6％～35％，碘值≥800mg/g，亚甲蓝≥120mg/g，pH值7～12。该活性炭主要用于垃圾焚烧烟气治理脱除重金属及二噁英。上述提取的轻质油具有如下特征：轻质油密度≤1.07，硫含量≤0.6％，氮含量≤0.75％，凝点≤25℃，残炭≤6.5％，总氯≤20ppm，终馏点≤400℃。
以上通过7个实施例制备的成型碳基材料的产品指标。需要说明的是，以上7个实施例中，均进行不少于三次平行的重复，结果取平均值。通过本发明提供的技术方案制备的活性炭具有比表面积较大、脱色和脱除重金属能力强，制备成本低，提取的轻质油品质相对较好、可加工度高，附加值高。充分的解决了废弃资源的利用等特点。
对于本发明制备的活性炭其性能指标：以GB/T7702.1～7702.22-2008以及GB/T35254-2017《烟气集成净化专用碳基产品》标准为依据进行相关性能指标检测。
上述活性炭根依据HJ/T 298《危险废物鉴别技术规范》、GB5085.3《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》进行鉴别后判定其不属于危险废物，可作为产品进行销售和应用。
本发明可将高含碳危(固)高含碳危(固)废弃物作为产品原料进行分级分质梯级再利用，实现了危废的资源化、无害化利用。在危废处置过程中不仅产生了良好的经济效益，还解决此类危废难处置，大量堆积带来的环境风险问题，产生了良好的社会效益和环境效益。提取的轻质油部分能进入下游工业生产环节进一步制备蒽油、酚油、萘油以及燃料油等产品，而制备的活性炭材料性能优异，中孔发达，用于脱色、脱除重金属等效果极佳，成本低廉。特别是适用于垃圾焚烧烟气中脱除二噁英、汞、砷等重金属效能优异，性价比高，用于化工废水的脱色、脱除含酚废水中有机物和重金属效果显著。
应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不对本发明构成任何限制。通过参照典型实施例对本发明的描述，但应当解释为其中所用的词语为描述性和解释性的词汇，而不是限定性的词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明做出修改，以及在不背离本发明的精神和范围的情况下对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可以扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。
Claims (10)
1.一种高含碳危固废弃物资源化综合利用的方法，特别是由高含碳危固废弃物提取轻质油和/或制备活性炭的方法，包括以下步骤：
(1)将包含高含碳危固废弃物的原料在热解系统中进行炭化热处理，分离出气相产物、液相产物以及固相产物；
(2)将所述气相产物送入焚烧系统进行焚烧处理，由此产生的烟气输送到所述热解系统中作为热源进行利用；
(3)将所述液相产物进行除渣分离处理和脱水处理，得到轻质油；
(4)将所述固相产物采用水蒸汽进行活化处理，得活化料；
任选地，(5)对活化料进行破碎、制粉和筛分处理，得活性炭产品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高含碳危固废弃物具有如下特征：固定碳含量≥30％，灰分4％～35％，挥发分5％～50％，含油率12％～70％，灰分≤20％。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述原料还包含煤或生物质材料，优选地，所述煤为褐煤、烟煤和无烟煤中的一种或多种，所述生物质材料为向日葵秸秆、锯末、小麦壳、果壳中的一种或多种。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述高含碳危固废弃物为以下危险废物中的一种或多种：
记录于《国家危险废物名录(2016版)》内废物代号为252-002-11的危险废物；
记录于《国家危险废物名录(2016版)》内废物代号为252-003-11的危险废物；
记录于《国家危险废物名录(2016版)》内废物代号为252-004-11的危险废物；
记录于《国家危险废物名录(2016版)》内废物代号为252-005-11的危险废物；
记录于《国家危险废物名录(2016版)》内废物代号为252-006-11的危险废物；
记录于《国家危险废物名录(2016版)》内废物代号为252-011-11的危险废物；
记录于《国家危险废物名录(2016版)》内废物代号为252-017-11的危险废物；
记录于《国家危险废物名录(2016版)》内废物代号为451-001-11的危险废物；
记录于《国家危险废物名录(2016版)》内废物代号为451-002-11的危险废物；
记录于《国家危险废物名录(2016版)》内废物代号为451-003-11的危险废物；
记录于《国家危险废物名录(2016版)》内废物代号为900-013-11的危险废物；
记录于《国家危险废物名录(2016版)》内废物代号为309-001-11的危险废物。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述热解系统包括热解反应器，优选静态管式炉或回转炉，控制升温速率控制为3℃/min～20℃/min，热解温度300℃～800℃，热解时间为30min～360min，优选地，热解升温速率8℃/min～15℃/min，热解温度在400℃～650℃，热解时间60min～120min。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，烟气输送到所述热解系统中作为热源进行利用后，进入余热锅炉系统，产出水蒸汽，水蒸汽送入步骤(4)供活化处理使用，经余热锅炉系统利用后的烟气经净化后达标排放。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，
轻质油进入焦油加氢系统，产出轻油、酚油、蒽油、萘油或燃料油中的至少一种；
除渣分离处理后的残渣与高含碳危固废弃物进行混合后，进入所述热解系统，进行炭化热处理；
脱水处理后产生的废水进入废水处理系统进行处理，然后回到所述热解系统作为冷却介质。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，活化处理产生的气相进入到所述焚烧系统进行焚烧，以产生可供使用的热量；
步骤(4)中，将所述固相产物压制成型，成型颗粒大小为3mm～15mm，然后将成型颗粒置入高温活化炉中，控制活化温度700～950℃，通入水蒸气进行活化，活化时间为30min～240min。
9.根据权利要求1-8任一项所述的方法制备的活性炭，其特征在于，粒度90％过325目，或100％过200目，比表面300m2/g～900m2/g，堆积密度350g/L～600g/L，水分≤8％，着火点≥400℃，灰分为6％～35％，碘值≥800mg/g，亚甲蓝≥120mg/g，pH值7～12。
10.根据权利要求1-8任一项所述的方法提取的轻质油，其特征在于，密度≤1.07，硫含量≤0.6％，氮含量≤0.75％，凝点≤25℃，残炭≤6.5％，总氯≤20ppm，终馏点≤400℃。
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