[发明专利]一种热解炉和耙式炉联合制备活性炭的系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于活性炭制备技术领域，具体而言，涉及一种以煤、生活垃圾、废弃生物质、城市生活污泥为原料的热解炉和耙式炉联合制备活性炭的系统及方法。

背景技术

我国的生物质资源非常丰富，每年产生大约6.5亿吨农业秸秆，加上薪柴及林业废弃物等，折合能量4.6亿吨标准煤，预计到2050年将增加到9.04亿吨，相当于6亿多吨标准煤。我国每年的森林耗材达到2.1亿立方米，折合1.2亿吨标准煤的能量。另外，全国城市物料年产量已超过1.5亿吨，到2020年年产量将达2.1亿吨，垃圾中的有机质含量平均约为40％，年产1.5亿吨的城市垃圾中，被丢弃的可再生资源价值高达250亿元。这些资源若未经治理直接焚烧、排放入水体、堆积必将造成资源浪费，以及空气、土壤、地表水和地下水等环境污染和人类生存环境的恶化。

然而若将生物质、垃圾、废旧轮胎、废旧有机物、有机污泥等为原料，经碳化之后可以生产出油、气和固体碳，部分替代煤、油、天然气等资源。但是，为了确保经济效益，仍然需要开发出对生物质、垃圾、废旧轮胎、废旧有机物、有机污泥等含炭物热解相合适的工艺路线。

含碳的物质在几百摄氏度的温度下经过炭化，再活化可制备活性炭。然而，目前制备活性炭的系统存在制备活性炭前段热解过程管道堵塞、粉尘重等问题，还存在制备活性炭装置能耗高、热量损失严重、制备活性炭品质差的问题，且在生产过程中会产生有毒有害气体。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种将热解炉和耙式炉联合，以煤、生活垃圾、废弃生物质、城市生活污泥为原料，制备活性炭的系统及方法，解决了热解过程中出现管道堵塞、粉尘重、热解效果差的问题，整个系统能耗低、热损少，杜绝有毒有害气体的产生。

本发明的目的之一是提供一种热解炉和耙式炉联合制备活性炭的系统，包括：预处理装置、热解炉、耙式炉和净化分离器；

所述预处理装置包括物料入口和热解原料出口；

所述热解炉包括热解原料入口、残炭出口、热解油气出口、燃烧器和可旋转的盛放盘，所述燃烧器包括燃气入口和烟气出口，所述燃烧器位于所述热解炉的上部，所述盛放盘位于所述热解炉的底部；

所述耙式炉包括残炭入口、气体入口和活性炭出口；

所述净化分离器包括烟气入口和二氧化碳出口；

所述预处理装置的热解原料出口连接所述热解炉的热解原料入口，所述热解炉的残炭出口连接所述耙式炉的残炭入口，所述燃烧器的烟气出口连接所述净化分离器的烟气入口，所述净化分离器的二氧化碳出口连接所述耙式炉的气体入口。

热解炉用于物料的热解，热解原料进入热解炉后均匀铺设在盛放盘上，热解原料相对于盛放盘静止，热解原料在热解炉中的时间可控。

优选的，所述预处理装置包括：筛选机、磁选机和破碎机中的一项或多项。筛选机对物料进行筛选，可以得到含有大量有机物的原料。磁选机用于磁选筛选后剩下有机物中的金属。破碎机用于将磁选后的有机物破碎成片状、块状和或粉状的热解原料。根据物料的不同，预处理装置可以选择筛选机、磁选机和破碎机中的一项或多项。

进一步的，本发明的系统还包括油气分离器，所述油气分离器包括热解油气入口、热解气出口和热解油出口，所述热解炉的热解油气出口连接所述油气分离器的热解油气入口，所述油气分离器的热解气出口连接所述燃烧器的燃气入口。

进一步的，本发明的制备活性炭的系统包括加热器，所述加热器包括气体入口和气体出口，所述净化分离器的二氧化碳出口连接所述加热器的气体入口，所述加热器的气体出口连接所述耙式炉的气体入口。

本发明的另一目的是提供一种利用上述的系统制备活性炭的方法，包括以下步骤：

A、将物料进行预处理，获得热解原料；

B、将所述热解原料送入所述热解炉进行热解处理，获得残炭和热解油气；

C、将所述残炭送入所述耙式炉，所述净化分离器从燃烧器产生的烟气中分离出二氧化碳，将所述二氧化碳送入耙式炉对所述残炭进行活化，获得活性炭。

作为优选的方案，所述步骤A中的预处理包括：对物料进行筛选，获得有机物原料。

作为本发明优选的方案，所述步骤A中的预处理包括：对物料进行磁选，磁选出物料中的金属。

进一步的，所述步骤A中的预处理包括：对物料进行破碎，获得热解原料。

优选的，本发明的方法所述步骤C中将所述二氧化碳送入加热器进行加热，将加热后的二氧化碳送入所述耙式炉。