CN1361058A - 城市垃圾生产活性炭的方法及碳化炉 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及的是一种城市垃圾生产活性炭的方法及碳化炉,工艺步骤依次为:粗破、风选、筛选;除去不可燃烧的无机物;将有机可燃物砌碎,破碎或粉碎,脱水;用机械挤压压缩成块料;加入碳化炉干馏氧化反应,除去挥发份中的重烃及各种有害可燃物,生成高温二氧化碳;还原成一氧化碳等可燃气体;生成半焦状高温碳化层与设置在炉内下部水蒸汽盘管的水蒸汽混合,进行活化半焦状高温碳化层中的碳生产活性炭;一氧化碳等可燃气体被抽吸至炉外,用做碳化原料的烘干或烧锅炉供热和发电,经增热后也可供城市居民烧用。优点:1、活性炭产品可用于工业生产,化工及环境保护等方面的吸附剂和脱色剂;2、为我国节省用于卫生填埋垃圾时所需占用大量宝贵的土地资源,同时又能消除在用垃圾焚烧发电时所造成大气污染的危害,3、保护环境又能为发展社会经济节省大量的能源资源;4、碳化炉结构简单合理,制造、操作、使用方便。

Description

城市垃圾生产活性炭的方法及碳化炉
技术领域
本发明涉及的是一种将城市生活垃圾中含碳物质及有机废弃物，用水蒸汽和可燃气体的活化方法生产活性炭及其碳化炉，活性炭产品用于工业生产，化工及环境保护等方面的吸附剂和脱色剂。属于环境保护技术领域。
背景技术
现有对城市生活垃圾的处理方法有焚烧发电，高温堆肥和卫生填埋等，虽然改变了垃圾的形态，并向减量化，无害化和资原化方面发展，但没有从根本上消除污染源，只是转移和隐蔽了其中的危害点，而且经济效益也较低。已有技术中有一种相类似的城市垃圾的气化方法及垃圾气化炉，其专利号：98111279.x，气化炉在运行时，炉内所需气化剂(空气)是从上炉口进入炉内与垃圾成型燃料顺方向向下气化反应，工艺简便，操作安全卫生无污染，由于进入炉内的垃圾成型燃料先经炉内上部高温氧化处理后，生成高温二氧化碳再被抽吸到下面的还原层被还原成一氧化碳等可燃气体，并能同时使存在垃圾成型燃料中的各种有害可燃物成份受到炉内高温氧化处理，其环境效益较为理想，但存在的缺点：是垃圾成型燃料与从上炉口进入炉内的气化剂(空气)在炉上部进行高温氧化反应时使炉内高温氧化层下部的燃料因缺氧而形成还原层，由于还原层燃料中的碳未能得到充分氧化，当上部产生的高温二氧化碳被继续抽吸到下面还原层时，即被还原成一氧化碳等可燃气体。所以炉下部灰渣中的含碳量较高，而造成能源资源的极大损失。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用城市生活垃圾及有机废弃物在碳化炉内产出的热量来生产活性炭，它是在碳化炉的中心部位设置一根转动水冷管，在碳化炉的下部设有水蒸汽盘管，在还原层下部碳化层通入水蒸汽用来活化半焦状碳粒生产活性炭(粗制品)。本发明的技术解决方案：其工艺步骤依次为：1、先将城市生活垃圾及有机废弃物经粗破后再经风选、筛选；2、除去垃圾有机废弃物中的不可燃烧的无机物；3、将垃圾及有机废弃物中的有机可燃物砌碎，破碎或粉碎，脱水，使其含水率达15-20％；4、用机械挤压压缩成块料；5、将块料加入碳化炉内，它在炉内干馏氧化反应时除去挥发份中的重烃及各种有害可燃物，生成高温二氧化碳；6、高温二氧化碳继续抽吸到碳化炉内干馏氧化层下面与还原层中被还原成一氧化碳等可燃气体；7、一氧化碳等可燃气体被继续抽吸到还原层下部生成半焦状高温碳化层时与设置在炉内下部水蒸汽盘管的水蒸汽混合，进行活化半焦状高温碳化层中的碳生产活性炭(粗制品)；8、将一氧化碳等可燃气体被抽吸至炉外，用做碳化原料的烘干或烧锅炉供热和发电，经增热后也可供城市居民烧用。
城市垃圾生产活性炭的碳化炉，由上炉口、炉顶、炉体水夹套、炉内耐火内衬、水蒸汽盘管、炉下集料斗、阶梯式炉箅、炉上部干馏氧化层、炉中部还原层、炉下部碳化层、炉底下部出料管口、炉体支撑柱组成，其中上炉口是设置在炉顶的上部，炉体水夹套设置在炉体支撑柱的上部，炉体水夹套的内部设有炉内耐火内衬，炉中心位置设置一根转动水冷管，在转动水冷管的中端设有水冷搅拌器，转动水冷管的下端与搅料刀相联，搅料刀的下部设有阶梯式炉箅，它与炉下部设置的炉下集料斗的上部相接，在炉下集料斗的中心设有可燃气体抽吸管，可燃气体抽吸管的下端设有可燃气体出口管，可燃气体抽吸管的中端外部设有炉下转动套管，炉下转动套管的上端设有刮料板，炉下转动套管的下端与转动齿轮相接，炉下集料斗的底部设有炉底出料管口，水蒸汽盘管设置在炉体下部碳化层的上部，并与炉体水夹套相接。本发明的优点：1、用城市生活垃圾及有机废弃物为原料生产活性炭，用作工业、化工及环境保护等方面的吸附剂和脱色剂，将对城市垃圾处理实现减量化、无害化和资源化开拓出新的途径，2、用城市生活垃圾及有机废弃物为原料生产活性炭，不但能使城市垃圾处理实现减量化，将能为我国节省用于卫生填埋垃圾时所需占用大量宝贵的土地资源。同时又能消除在用垃圾焚烧发电时所造成大气污染的危害，将城市生活垃圾及有机废弃物生产活性炭，对保护人类生态环境极为有利，经济效益十分显著，市场前景无限广阔。3、将取之不尽的城市垃圾及有机废弃物作为资源生产活性炭是环境与经济协调发展的最佳方法，不但是保护环境又能为发展社会经济节省大量的能源资源，而且对土壤、大气和地下水资源也能得到有效的环境保护，用本发明处置城市生活垃圾及有机废弃物生产活性炭的方法是根治城市垃圾及有机废弃物公害污染的最佳经济措施，将能促进实现城市垃圾产业化的发展起到极积的推动作用。4、碳化炉结构简单合理，制造、操作、使用方便。
附图是本发明城市垃圾及有机废弃物碳化炉的结构示意图。
图中：1为上炉口、2为炉顶、3为转动水冷管、4为炉体水夹套、5为炉内耐火内衬、6为水冷搅拌器、7为水蒸汽盘管、8为搅料刀、9为炉下集料斗、10为炉底部刮料板、11为转动齿轮、12为可燃气体出口管、13为炉上部干馏氧化层、14为炉中部还原层、15为炉下部碳化层、16为阶梯式炉箅、17为可燃气体抽吸管、18为炉下转动套管、19为炉底出料管口、20为炉体支撑柱。
下面描术本发明的技术原理和技术解决方案：
城市垃圾生产活性炭方法及碳化炉在运行时是受设置在炉外罗茨风机(或水环真空泵)抽吸炉内可燃气体时，使炉内形成负压状态，同时受外部大气压的影响，使炉内所需的气化剂(空气)从上炉口进入炉内自上而下经干馏氧化层、还原层、碳化层，不断的进行氧化、还原和碳化，炉内生成的可燃气体由设置在碳化炉底部的可燃气抽吸管抽吸出炉外，生产出的活性炭(粗制品)从设置在炉底部出料管口排出炉外的一种生产活性炭的方法。
本方法先将城市生活垃圾及有机废弃物，经粗破后用风选或筛选除去城市垃圾及有机废弃物中的无机物，而后将其砌碎或粉碎、除脱水份(烘干)。用机械挤压压缩成生产活性炭的成型原料，将其加入碳化炉内，经干馏高温氧化反应时除去挥发份中的重烃及各种可燃有害物，使其生成高温二氧化碳。在继续被抽吸到氧化层下部因缺氧形成的还原层中被还原成一氧化碳等可燃气体，并再被继续抽吸到还原层下部(因缺氧未能充分氧化的)半焦状的碳化层中与设置在炉内下部的水蒸汽盘管中的水蒸汽混合，进行活化半焦状碳化层中的碳生产活性炭(粗制品)，从炉底部出料管口排出炉外。经用于活化活性炭后的一氧化碳等可燃气体被抽吸到炉外，可用作城市生活垃圾及有机废弃物在成型时的原料烘干或烧锅炉供热和发电，经增热后也可供居烧用。
实施例1：
选用城市垃圾及有机废弃物生产活性炭的碳化炉，内直径2.4米，高6.8米，将城市生活垃圾及有机废弃物经粗破后用风选、筛选除去其中废金属(铜、铁等)和废玻璃、碎砖、石等无机物，而后将其粉碎、再除脱水份(烘干)，用机械挤压压缩成块状原料，加入上述碳化炉内，在炉内上部1200℃左右的氧化层高温下先进行气化反应，经气化反应后的一氧化碳等可燃气体再被继续抽吸到还原层下部半焦状高温碳化层中与设置在该层的水蒸汽盘管中的水蒸汽混合活化该层的半焦状(900℃)高温碳化层中的碳生产活性炭(粗制品)，经用于活化后的一氧化碳等可燃气体可用做气体能源。
该炉每小时耗用垃圾及有机废弃物成型原料1000Kg生产可燃气体1500-2000m3，产出的可燃气体热值为4-5兆焦。并同时生产活性炭(粗制品)200-300Kg。
实施例2：
选用城市垃圾及有机废物生产活性炭的碳化炉，内直径1.8米，高5.4米，将城市生活垃圾及有机废弃物经粗破后用风选、筛选除去其中废金属(铜、铁等)和废玻璃、碎砖、石等无机物，而后将其粉碎、再除脱水份(烘干)用机械挤压压缩成块状原料，加入上述碳化炉内，在炉内上部1200℃左右的氧化层高温下先进行气化反应，经气化反应后的一氧化碳等可燃气体被继续抽吸到还原层下部半焦状高温碳化层中与设置在该层的水蒸汽盘管中的水蒸汽混合活化该层的半焦状(900℃)高温碳化层中的碳生产活性炭(粗制品)，经用于活化后的一氧化碳等可燃气体可用做气体能源。
该炉每小时耗用垃圾及有机废弃物成型原料500Kg生产可燃气体800-1000m3，产出的可燃气体热值为4-5兆焦。并同时生产活性碳(粗制品)100-150Kg。
实施例3：
选用城市垃圾及有机废物生产活性炭的碳化炉，内直径1.2米，高4.6米，将城市生活垃圾及有机废弃物经粗破后用风选、筛选除去其中废金属(铜、铁等)和废玻璃、碎砖、石等无机物，而后将其粉碎、再除脱水份(烘干)用机械挤压压缩成块状原料，加入上述碳化炉内，在炉内上部1200℃左右的氧化层高温下先进行气化反应，经气化反应后的一氧化碳等可燃气体被继续抽吸到还原层下部半焦状高温碳化层中与设置在该层的蒸汽盘管中的水蒸汽混合活化该层的半焦状(900℃)高温碳化层中的碳生产活性炭(粗制品)，经用于活化后的一氧化碳等可燃气体可用做气体能源。
该炉每小时耗用垃圾及有机废弃物成型原料200Kg生产可燃气体300-400m3，产出的可燃气体热值为4-5兆焦。并同时生产活性炭(粗制品)40-60Kg。

Claims (2)

1、城市垃圾生产活性炭的方法，其工艺步骤依次为：(1)先将城市生活垃圾及有机废弃物经粗破后再经风选、筛选；(2)、除去垃圾有机废弃物中的不可燃烧的无机物；(3)、将垃圾及有机废弃物中的有机可燃物砌碎，破碎或粉碎，脱水、使其含水率达15-20％；(4)、用机械挤压压缩成块料；(5)、将块料加入碳化炉内，使其在炉内干馏氧化反应时除去挥发成份中的重烃及各种有害可燃物，生成高温二氧化碳；(6)、高温二氧化碳继续抽吸到碳化炉内还原层中还原成一氧化碳等可燃气体；(7)、一氧化碳等可燃气体被继续抽吸到还原层下部生成半焦状高温碳化层与设置在炉内下部水蒸汽盘管的水蒸汽混合，进行活化半焦状高温碳化层中的碳生产活性炭；(8)将一氧化碳等可燃气体被抽吸至炉外，用做碳化原料的烘干或烧锅炉供热和发电，经增热后也可供城市居民烧用。
2、城市垃圾生产活性炭的碳化炉，其特征是由上炉口(1)、炉顶(2)、炉体水夹套(4)、炉内耐火内衬(5)、水蒸汽盘管(7)、炉下集料斗(9)、阶梯式炉箅(16)、炉上部干馏氧化层(13)、炉中部还原层(14)、炉下部碳化层(15)、炉底下部出料管口(19)、炉体支撑柱(20)组成，其中上炉口(1)是设置在炉顶(2)的上部，炉体水夹套(4)设置在炉体支撑柱(20)的上部，炉体水夹套(4)的内部设有炉内耐火内衬(5)，炉中心位置设置一根转动水冷管(3)，在转动水冷管(3)的中端设有水冷搅拌器(6)，转动水冷管(3)的下端与搅料刀(8)相联，搅料刀(8)的下部设有阶梯式炉箅(16)，它与炉下部设置的炉下集料斗(9)的上部相接，在炉下集料斗(9)的中心设有可燃气体抽吸管(17)，可燃气体抽吸管(17)的下端设有可燃气体出口管(12)，可燃气体抽吸管(17)的中端外部设有炉下转动套管(18)，炉下转动套管(18)的上端设有刮料板(10)，炉下转动套管(18)的下端与转动齿轮(11)相接，炉下集料斗(9)的底部设有炉底出料管口(19)，水蒸汽盘管(7)设置在炉体下部碳化层(15)的上部，并与炉体水夹套(4)相接。
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