[发明专利]一种有机物自清洁气化-热解耦合活化制备高品质热解气和活性炭的装置及方法

说明书

一种有机物自清洁气化‑热解耦合活化制备高品质热解气和活性炭的装置及方法，有机物在自清洁气化‑热解耦合活化装置内依次经过热解干燥区、气化活化区及固体产物出料区，有机物下落过程中先发生干燥和热解反应，产生热解气、焦油及半焦，焦油于装置内冷凝并吸附于有机物表面，多次重整后完全裂解成小分子热解气；半焦送入气化活化区，部分半焦气化产生的气化气经高温加压装置加压后送入蓄热式加热装置，经加热后的气化气返回气化活化区，并作为活化剂对半焦进行活化，不断丰富半焦微孔和中孔结构，最终生成比表面积较大的活性炭，并由固体产物出料区排出后收集；焦油重整及半焦活化过程中，热解气热值不断提升，高品质热解气经换热后由气柜收集。

技术领域

本发明属于能源利用与环保材料制造技术领域，具体涉及一种有机物自清洁气化-热解耦合活化制备高品质热解气和活性炭的装置及方法。

背景技术

有机物种类繁多，产量巨大。气化热解被认为是有机物资源化处理的有效方法。通过气化热解有机物可以得到可燃气、焦油、半焦等产物。可燃气体、焦油含有较高的热值，焦炭经活化后可形成活性炭。活性炭是一种具有巨大的比表面积和发达的孔隙的炭质材料，具备优良的吸附能力，因其在吸附过程中具备有化学稳定性高、吸附能力强、可再生等特点被广泛应用于液相和气相物质的吸附、分离、提纯以及能源的存储等领域。

有机物气化热解的过程中产生的焦油往往裹挟在可燃气中，成为管道阻塞、设备腐蚀等问题的根源。将焦油重整裂解为小分子可燃气，不仅解决焦油带来的一系列难题，而且还可以提高可燃气整体热值，方便其在工业上应用。

活性炭的制备方法有多种，按照活化剂的性质主要分为物理活化法、化学活化法以及物理化学活化法。物理活化法的优点是工艺简单、制备成本低，对环境的污染小后期无需洗涤，缺点是活化温度高，活性炭品质相对不高，经济附加值低，比较常用的物理活化试剂有水蒸气、二氧化碳等，采用这些试剂进行活化时多要消耗额外的能源来提供活化过程的热量；化学活化法的优点是制备温度相对物理活化法要低，能量需求相对较少，活性炭的品质较高，缺点是成本高，对环境的污染相对严重。

发明内容

本发明为克服现有生产工艺的不足，本发明提供一种有机物自清洁气化-热解耦合活化制备高品质热解气和活性炭的装置及方法，将焦油重整与气化气活化相结合，调整反应装置的整体结构，能量自给，清洁生产，连续自动化运行的同时实现高品质热解气及活性炭的制备。

本发明的技术方案：

一种有机物自清洁气化-热解耦合活化制备高品质热解气和活性炭的装置，包括自清洁气化-热解耦合活化装置1、高温除尘装置2、高温加压装置3、蓄热式加热装置、空气预热器6、鼓风机7、烟气净化装置8、余热回收装置9、低温冷凝装置10及气柜11；

所述的自清洁气化-热解耦合活化装置1至上而下依次为双封闭进料区12、干燥热解区13、承压隔断14、气化活化区15及固体产物出料区16；承压隔断14将干燥热解区13和气化活化区15分隔，并保证热解反应结束的物料均匀落至气化活化区15；承压隔断14与气化活化区15之间设有下部气化气出口17，干燥热解区13与双封闭进料区12之间设有上部热解气出口18；

所述的自清洁气化-热解耦合活化装置1的下部气化气出口17通入高温除尘装置2，经除尘的气化气由高温加压装置3加压后分别通入蓄热式加热装置及余热回收装置9，自清洁气化-热解耦合活化装置1的上部热解气出口18通入低温冷凝装置10；

所述的蓄热式加热装置包括蓄热式加热装置A4及蓄热式加热装置B5；蓄热式加热装置上设有气化气进口、空气进口、气化气出口及烟气出口；蓄热式加热装置的气化气出口通入自清洁气化-热解耦合活化装置1的气化活化区15，蓄热式加热装置的烟气出口通入空气预热器6；

所述的空气预热器6的空气进口连接鼓风机7，空气预热器6的空气出口通入蓄热式加热装置，空气预热器6的烟气出口通入烟气净化装置8；