[发明专利]以垃圾分选物为原料制取煤气和/或活性炭的系统、装置和方法

权利要求书

1.以垃圾分选物为原料制取煤气和活性炭的系统，该系统中包括对垃圾分选物进行预处理的预处理系统（E），裂解系统（D），煤气收集系统(A)，以及气态分离物收集循环系统(B)，活性炭精加工处理系统(C)，在预处理系统（E）中分选出来的垃圾原料粉碎处理，再进入裂解系统(D)，从裂解系统(D)引出来的气态生成物，经气态分离物收集循环系统(B)处理后送至系统的对应循环入口，其特征在于：裂解系统(D)中采用了微波加热、密闭低温裂解的炭化炉装置，该装置将热解炉室(D1)、加工固体炭化物的冷却破碎室(D2)集成在一个炉体内，分别位于炉体的上部和中部，分选原料进入热解炉室(D1)实现正压、氮气气氛下的低温裂解，裂解出来的固体炭化物进入冷却破碎室(D2)完成破碎加工、再进入活化室(D3)进行活化处理为初级活性炭产品。

2．根据权利要求1所述的以垃圾分选物为原料制取煤气和活性炭的系统，其特征在于：采用了微波加热的热解炉室(D1)实现对物料的低温、密封裂解中环境温度为不高于450℃，冷却破碎室(D2)中采用了对辊式破碎装置。

3．根据权利要求1所述的以垃圾分选物为原料制取煤气和活性炭的系统，其特征在于：热解炉室（D1）中排出的水蒸气、二氧化碳气体、氮气进入气态分离物收集循环系统(B)后，由气体冷却装置(B1)进行冷却去除油水混合物后，进入气体变压吸附装置（B2）后，分离出的可燃气体，直接送往煤气收集系统（A）中进行收集利用，分离出的惰性气体引入惰性气

体收集装置（B3），继续作为裂解保护气体回输送到热解炉室(D1)，由气体冷却装置(B1)分离出的水油混合物进入到水油混合物分离装置（B4）进行分离，将分离后的水收集在水池（B5）、分离后的焦油储存在焦油收集器（B6）中进行二次利用。

4．根据权利要求1所述的以垃圾分选物为原料制取煤气和活性炭的系统，其特征在于：从冷却破碎室(D2)出来的初级活性炭产品再引入活性炭精加工处理系统(C)中，经震动筛分装置(C5)进一步分离出硅钙外加剂副产品收集在硅钙外加剂的收集装置（C6）中，震动筛分装置(C5)引出的与硅钙外加剂分离的初级活性炭产品引入回转式微波活化炉(C1)内进行活化处理后，得活性炭产品，进入活性炭流态化分选装置（C10）流态化浮选分级、在离心机（C2）中脱水、在活性炭烘干机（C3）烘干，最后形成活性炭产品进入活性炭收集装置（C4）。

5、根据权利要求1所述的以垃圾分选物为原料制取煤气和活性炭的系统，其特征在于：由回转式微波活化炉(C1)出来的饱和蒸汽通过蒸汽换热器（C7）进行换热，加热洁净空气作为活性炭烘干机（C3）热源使用，换热后的蒸汽经过玻纤除尘塔（C8）除尘后进入电热式蒸汽过热器（C9）进行二次加热后返回回转式微波活化炉(C1)循环使用。

6. 根据权利要求1所述的以垃圾分选物为原料制取煤气和活性炭的系统，其特征在于：热解炉室（D1）中排出的煤气进入煤气收集系统(A)后，由半干法脱酸装置(A1)进行分离，将分离后的煤气引入人工煤气调压收集装置（A2）进行收集，输送煤气利用发电装置(A3)进行利用。

7．一种与权利要求1所述的以垃圾分选物为原料制取煤气和活性炭的系统配套应用的微波加热、密闭低温裂解的炭化炉，其特征在于：结构中包括顶部滑动密封盖板和热解炉体两部分，热解炉体结构中包括采用了微波热源的正压、氮气气氛、密封结构的热解炉室（D1）、位于热解炉室（D1）下方的加工炭化固留物的冷却破碎室（D2）两部分，热解炉室（D1）顶部的滑动密封盖板上设置镶嵌式密封材料的倒V型槽轨道、与热解炉体上端设置的配套的倒V型槽轨道形成滑动密封式摩擦副（3），结构中包括壳体式机架(1)、由密封隔板II(20)和配套设置在壳体上的弹性密封材料和活动部件形成的密封结构、将炉体内部空间分隔成热解炉室（D1）和冷却破碎室（D2）。

    8. 根据权利要求7所述的一种与权利要求1所述的以垃圾分选物为原料制取煤气和活性炭的系统配套应用微波加热、密闭低温裂解的炭化炉，其特征在于：滑动密封盖板的顶部盖板(6)上设置有防辐射底盘(34)、水蒸气出口(7)、不可燃气体出口(17)和两个煤气出口(16)。

9．根据权利要求7所述的一种与权利要求1所述的以垃圾分选物为原料制取煤气和活性炭的系统配套应用微波加热、密闭低温裂解的炭化炉，其特征在于：热解炉室（D1）位于炉体的上部，结构中包括微波辐射墙(4)和物料床(2)，微波辐射墙(4)吊挂于防辐射底盘(34)的下面，微波墙能源控制线路接口(5)由顶部盖板(6)穿出，物料床(2)包括带定位孔的物料压缩板(8)，固体料床托盘(32)，料床转动支座(12)和氮气输入管道(10)，带定位孔的物料压缩板(8)借助丝杠螺母    副Ⅰ(11)实现上下平行移动,物料床转动支座(12)定位在固体料床托盘(32)的下方、密封隔板II(20)上。

     10. 根据权利要求7所述的一种与权利要求1所述的以垃圾分选物为原料制取煤气和活性炭的系统配套应用微波加热、密闭低温裂解的炭化炉，其特征在于：冷却破碎室（D2）位于炉体的中部，结构中包括炭焦缓冲漏斗（23）、对辊式破碎机、传动机构、对辗式出料料斗（25）、水冷壁（15）和物料床的翻转驱动液压连杆(14)，对辊式破碎机置于炭焦缓冲漏斗（23）的下方，炭焦缓冲漏斗（23）内壁设有用于冷却的水冷壁（15），对辗式出料料斗(25) 则设置于对辊式破碎机的下方，物料床的翻转驱动液压杆(14)一端铰接在冷却破碎室（D2）的竖直密封隔板I(9)上，另一端铰接在固体料床托盘(32)的下方。

11. 根据权利要求7所述的一种与权利要求1所述的以垃圾分选物为原料制取煤气和活性炭的系统配套应用微波加热、密闭低温裂解的炭化炉，其特征在于：顶部滑动密封盖板下方设置有对其水平移动进行驱动的丝杠螺母副Ⅱ(35)，不可燃气体出口(17)和煤气出口(16)设置电磁阀、以上电磁阀按照控制电路发出的的时序指令开启和关闭，微波墙能源控制线路接口(5)与主管路、线路连接均为软连接，微波辐射墙(4)与顶部盖板（6）底部的间隙填有防辐射材料。

12. 根据权利要求9所述的一种与权利要求1所述的以垃圾分选物为原料制取煤气和活性炭的系统配套应用微波加热、密闭低温裂解的炭化炉，其特征在于：热解炉室（D1）内设置有测量物料反应温度的温度传感器（13），温度传感器（13）所采集到的状态信号接至控制电路的对应输入端。

    13. 根据权利要求10所述的一种与权利要求1所述的以垃圾分选物为原料制取煤气和活性炭的系统配套应用微波加热、密闭低温裂解的炭化炉，其特征在于：对辗式出料料斗(25)与储物仓(28)上方的星形给料机（27）连通、星形给料机(27)与储物仓(28)连通，储物仓(28)的底部设置有初步活化后的炭产品的出口。

14．以垃圾分选物为原料制取煤气和活性炭的方法，包括前期对垃圾物料的筛选和粉碎，其特征在于：该方法还包括以下步骤：

（1）利用微波加热在密闭环境下裂解经过预处理的垃圾物料；

（2）分离并分类收集裂解后的气化物，对惰性气体、焦油及水设立循环的管路和处理装置；

（3）破碎：将热解完成后的炭化固留物进行初级冷却破碎；

（4）筛分：收集并进一步加工初级炭化物中间产品、包括将含硅、钙外加剂成分与炭化物分离；

（5）活化：将分离后的初级炭产品采用回转式微波活化炉的进行活化；

（6）借助于气流浮选法将分离出来的炭化物分选形成不同级别的活性炭产品；

（7）对活性炭产品进行离心脱水，烘干机烘干形成最终产品。

15．根据权利要求14所述的以垃圾分选物为原料制取煤气和活性炭的方法，其特征在于：该方法所述的步骤中，裂解物料所采用的装置是权利要求6所述的微波加热、密闭低温裂解的炭化炉。

16．根据权利要求14所述的以垃圾分选物为原料制取煤气和活性炭的方法，其特征在于：步骤（1）中，微波加热的生物质热解采用的工艺环境是450℃-350℃的还原性气氛，所用得微波加热器的配套功率为400-750KW。

17. 根据权利要求14所述的以垃圾分选物为原料制取煤气和活性炭的方法，其特征在于：步骤（7）中所用的热源中采用了活性炭活化过程中蒸汽降温时所产生的交换热。

18．根据权利要求14所述的以垃圾分选物为原料制取煤气和活性炭的方法，其特征在于：采用步骤（3）中采用对辊式破碎装置

对裂解后的炭化固留物进行加工。

    19. 根据权利要求14所述的以垃圾分选物为原料制取煤气和活性炭的方法，其特征在于：步骤（1）生物质物料的裂解包括以下两步：

（1-1）烘干：微波辐射加热，生物质物料升温过程中物料中的水分气化挥发；

（1-2）热解：微波辐射继续加热，在氮气气氛下达到有机物成分裂解温度，实现气化干馏。