[发明专利]一种食用菌废料处理协同改性磷石膏的装置及方法

权利要求书

1.一种食用菌废料处理协同改性磷石膏的装置，其特征在于：包括生物质烘干装置(1)、热解炉(2)、生物炭冷却装置(3)、热解烟气除杂装置(4)、磷石膏烘干装置(5)、煅烧炉(6)、磷石膏冷却装置(7)、还原炉(8)、气体净化脱硫装置(9)和若干传输送料装置；

所述生物质烘干装置(1)、热解炉(2)、生物炭冷却装置(3)、磷石膏烘干装置(5)、煅烧炉(6)、磷石膏冷却装置(7)均设有进料口(10)和出料口(11)；所述热解炉(2)上设有热解炉出烟口(2-1)和热解炉回烟口(2-2)，所述热解烟气除杂装置(4)上设有一个烟气进口(4-1)、一个烟气除杂出料口(4-3)和两个烟气出口(4-2)，所述还原炉(8)上设有两个还原进气口(8-1)、一个回气进口(8-2)、一个还原出气口(8-3)和一个催化剂进口(8-4)；所述气体净化脱硫装置(9)上设有脱硫进气口(9-1)、余气出口(9-2)和脱硫出料口(9-3)；所述煅烧炉(6)上设有煅烧炉出烟口(6-1)；

所述生物质烘干装置(1)的出料口与热解炉(2)的进料口之间、所述热解炉(2)的出料口与生物炭冷却装置(3)的进料口之间均设有传输送料装置；

所述热解炉出烟口(2-1)通过连接管道与热解烟气除杂装置(4)的烟气进口(4-1)连接，所述热解烟气除杂装置上(4)的一个烟气出口(4-2)与还原炉(8)的一个还原进气口(8-1)连通，所述热解烟气除杂装置(4)上的另一个烟气出口(4-2)与热解炉回烟口(2-2)连通；

所述磷石膏烘干装置(5)的出料口与煅烧炉(6)的进料口之间、所述煅烧炉(6)的出料口与磷石膏冷却装置(7)的进料口之间均设有传输送料装置；

所述煅烧炉出烟口(6-1)通过连接管道与还原炉(8)的另一个还原进气口(8-1)连接，所述还原出气口(8-3)与气体净化脱硫装置(9)的脱硫进气口(9-1)连接，所述气体净化脱硫装置(9)的余气出口(9-2)通过连接管道与还原炉(8)的回气进口(8-2)连接。

2.根据权利要求1所述的一种食用菌废料处理协同改性磷石膏的装置，其特征在于：所述生物质烘干装置(1)、生物炭冷却装置(3)、磷石膏烘干装置(5)和磷石膏冷却装置(7)内均设有换热循环回流系统；

所述生物炭冷却装置(3)的换热循环回流系统的出口与生物质烘干装置(1)的换热循环回流系统的进口连通；

所述磷石膏冷却装置(7)的换热循环回流系统的出口与磷石膏烘干装置(5)的换热循环回流系统的进口连通。

3.根据权利要求1所述的一种食用菌废料处理协同改性磷石膏的装置，其特征在于：所述热解炉出烟口(2-1)与热解烟气除杂装置(4)的烟气进口(4-1)之间的连接管道上设有风机一；所述煅烧炉出烟口(6-1)与还原炉(8)的还原进气口(8-1)之间的连接管道上设有风机二；所述热解炉(2)和煅烧炉(6)上均设有鼓风风机。

4.一种根据权利要求1所述的食用菌废料处理协同改性磷石膏的方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)将食用菌废弃物由生物质烘干装置(1)的进料口加入生物质烘干装置(1)内烘干使得其含水量降至25％以下，通过传输送料装置输送至热解炉(2)，在500～600摄氏度温度下进行无氧热解炭化反应，炭化反应20～40分钟，然后将其送入生物炭冷却装置(3)中进行冷却后制得生物炭产品；

2)将磷石膏磷由石膏烘干装置(5)的进料口加入磷石膏烘干装置(5)内烘干使得其含水量降至20％以下，通过传输送料装置输送至煅烧炉(6)，在700～900摄氏度温度下进行煅烧，煅烧20～40分钟，然后将其送入磷石膏冷却装置(7)中进行冷却后制得改性磷石膏产品；

3)步骤1)中热解炉(2)热解食用菌废弃物产生的热解烟气由热解炉出烟口(2-1)排出，通过连接管道和热解烟气除杂装置(4)的烟气进口(4-1)输送至热解烟气除杂装置(4)中，热解烟气除杂装置(4)经过冷却吸附除杂分离得到木醋液产品，热解烟气除杂装置(4)净化后的不凝热解气：CO、H2、CH4，一部分与热解炉回烟口(2-2)连通为热解炉(2)燃烧提供热能，另一部分由还原炉(8)的一个还原进气口(8-1)进入还原炉(8)中作为后续工艺还原剂；

4)步骤1)中磷石膏在煅烧炉(6)中发生CaSO₄分解反应生成的SO₂气体由煅烧炉出烟口(6-1)排出，通过还原炉(8)的另一个还原进气口(8-1)进入还原炉(8)中；

5)向还原炉(8)的催化剂进口(8-4)内加入铁铝复合催化剂，还原炉(8)内SO₂气体利用还原性气体：CO、H2、CH4和催化剂在温度600-700度下进行还原反应，得到单质硫及混合气体进入气体净化脱硫装置(9)；

6)步骤5)中的单质硫及混合气体经过气体净化脱硫装置(9)净化后得到硫磺产品，剩余气体通过还原炉(8)的回气进口(8-2)重新通入还原炉(8)。