[发明专利]用于处理含碳原料的电催化热解设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于通过热解处理含碳原料——主要是污水的沉淀物的电催化热解设备，并生成热解合成气和作为固体碳渣的热解碳。

背景技术

众所周知，在微生物回收下水道排水的过程中，形成有生命活性的微生物产物。该产物被称为生物淤泥。

目前，将生物淤泥输是送到淤泥站，然后以储存窖储存在填埋场，除蠕虫发生在在不少于三年的风干过程中。

这样做的结果，生物淤泥在淤泥站和填埋场大量积累，导致某些涉及其储存的问题，特别是自燃问题。

风干的生物淤泥可用作种植经济作物的肥料。这就是为什么有利用从通过气化回收下水道排水系统得到的废物的重要任务，即，以可用作用于产生热能和电能的燃料的可燃的合成气回收它们。

通过热解设备完全解决了生物淤泥的气化。

热解设备可大量降低处理生物淤泥的成本或完全补偿它们在回收、生产和商业化可替代能源载体(气体、固体燃料、液体燃料、蒸汽、热水、电力)的费用。

在其中发生平均温度催化热解的热解设备，被认为是最先进的。

热解是指含碳原料，例如，生物淤泥(C_xH_yO_z)，在无氧参与下的热分解过程，其结果产生可燃气体(CO、H₂、CH₄、C₂H₆等的混合物)、液体产物和固体碳渣：C_xH_yO_zt→CO、H₂、CO₂、C_nH_m、C。

此方法的特征在于，残渣碎片和初始分子的相互反应和压实过程，导致有机物质分裂，所分裂的产物重组为热力学稳定的物质——固体碳渣(技术碳)和合成气。

在这个过程中，不仅发生材料的热分解，又合成出新产品。

这些阶段是互相联系并同时发生的，唯一的区别是其每个阶段在一定的温度间隔或一段时间内具有优势。

包括那些含有氯的废物的有机物质，作为热解的结果，被转化为危害较小的化合物的混合物，即所谓的合成气。

在加热大分子，如纤维素的过程中，半纤维素和木质素分裂为平均分子和碳(木炭)。

热解产物的数量和质量由废物组成、其含湿量和处理的温度确定。

最有效的热解是平均温度热解或平均温度焦化(500-1000℃)，在这期间气体的排放增加，液体产物和焦炭残留物的排出减少。

这个过程是最先进的，由于高反应温度和可用两种反应促进剂-催化剂(机械催化剂和几种化学催化剂)。

此外，当温度超过600℃时，以反应速度发生任何危险废物的分解，从而增加挥发性组分排放的百分比以及降低炉渣体积。

通过这种方法，最终产品的固体和气体成分的体积比发生变化，从而有机会避免煤渣的进一步处理的复杂技术，以及直接使用可燃气体(回收后)。

用于生物淤泥处理的热解设备的使用，使得不仅可以利用它，而且可获得有价值的润滑油牌号的烃类。因此，可大大降低生产可燃气的费用。

由于催化热解，生物淤泥的处理发生在热解设备中，作为其结果，形成了合成气体和固体碳渣(木炭)。

另外，得到的合成气被用作产生热能的燃料，而无需进一步处理。

固体碳渣或者通过用热解室出口上活化的煤的回收活化而用作技术产品，或者通过其直接燃烧或其进一步气化而作为能源产品。

用于主要为固体的家庭和工业废物、以再利用和回收热解合成气和作为固体碳渣的热解碳为目的的热处理的常规热解设备(还被称为热解设备或设备)，已知包括制作成在支撑体上旋转的鼓的形式的反应容器，以及通过由外部源进料到燃烧室的燃料燃烧的产物进行含碳原料的热处理，其公开在《Пiролiзна установка》UA 13082(U)(Afanas’ev O.B.，UA，Parsai F.A.，UA)F23G 5/00，C10B 53/00，15.03.2006[1]；《Пиролизная установка》RU 2381254(C2)(Limited Liability Company《Science-XXI》(RU))C10B53/02，10.02.2010[2]中。

传统热解设备[1，2]的主要缺点如下：