专利名称：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
技术领域：
本发明属于环境保护领域，涉及垃圾处理技术，特别涉及以垃圾 分选物为原料制取煤气和/或活性炭的系统、装置和方法。
背景技术：
文明的进步，工业的发达，满足了人类许多生活上的需求，但是 也制造了许多经人类使用丢弃的垃圾。固体废弃物包括城市生活垃 圾、医疗卫生垃圾、工业废弃物及其它具有燃值的废弃物品。传统的 垃圾处理方式中，卫生填埋法因占地面积大，处理费用高，浪费大 量土地资源，而适用价值逐渐降低。堆肥法因有机物的利用不完全， 肥料成份复杂，减量化较小等因素，将逐步被淘汰。焚烧法受垃圾 成分限制，焚烧装置及热电系统热能输出与回收率低，运行费用大； 发电成本高；同时尾汽与炉渣排放环保指标差，治理成本高；极大的 影响了此技术的推广应用。
开发一种既环保的，又能将垃圾资源循环利用的，简单的垃圾处 理方法，是实时非常需要的。
热解处理是把固体废弃物在无氧或贫氧条件下加热到一定温度， 用热能使化合物的化合键断裂，由相对分子质量大的有机物转化成能 源产品的中间产物，即相对分子质量小的可燃气体、液体燃料和焦炭 的过程，是一种非常有效的资源化处理方式。垃圾热解是近几年发展起来的一项处理生活垃圾的新技术。该项 技术具有洁净、处理彻底、能源利用率高等特点。在中国垃圾热解处 理技术尚处于基础性应用研究阶段，国内许多高校及科研院所对其进 行了大量的试验、实践也取得了相当的应用性支撑技术。
发明内容
本发明提供了一种以从垃圾中分选出的富含碳水化合物的物料 为原料制取煤气和活性炭的生产系统、装置和方法，既合理的利用了 垃圾资源，又避免了其他垃圾处理方法中存在的问题。在本发明中， 对有机物的垃圾物料进行热解，活化，制备出煤气和活性炭，将垃圾 变废为宝。
本发明采用的技术方案是以垃圾分选物为原料制取煤气和/或 活性炭的系统，该系统中包括对垃圾分选物进行预处理的分系统，裂 解系统，煤气收集系统，以及气态分离物收集循环系统，活性炭精加 工处理系统，在预处理系统中分选出来的垃圾原料粉碎处理，再进入 裂解系统，从裂解系统引出来的气态生成物，经气态分离物收集循环 系统处理后送至系统的对应循环入口，裂解系统中采用了微波加热、 密闭低温裂解的炭化、活化一体炉装置，该装置将热解炉室、加工固 体炭化物的破碎室、将固体炭化物进一步处理的活化室集成在一个炉 体内，分别位于炉体的上部、中部和下部，分选原料进入热解炉室实 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破碎室 完成破碎加工、再进入活化室进行活化处理为初级活性炭产品。一种与以垃圾分选物为原料制取煤气和/或活性炭的系统配套应 用的微波加热、密闭低温裂解的炭化、活化一体炉，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、位于热解炉室下方的加 工炭化固留物的破碎室、以及破碎室下方的的活化室三部分，热解炉
室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，结构
中包括壳体式机架、由密封隔板II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、 破碎室和活化室。
以垃圾分选物为原料制取煤气和/或活性炭的方法，包括前期对
垃圾物料的筛选和粉碎，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CO、 C02、N2、水蒸气 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破碎；
(4) 活化破碎后的炭化固留物进一步活化处理，直接利用热解 工序产生的二氧化碳和水蒸气做活化剂；
(5) 分离收集的N2直接用来作为裂解炉中密封环境气体，分离 收集的CO直接作为再生能源来利用；
(6) 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；
(7 )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；
(8)对活性炭产品进行离心脱水，烘干机烘干形成最终产品。 本发明的有益效果是:本发明裂解处理技术具有洁净、处理彻底、 能源利用率高的优点。将具有燃值的固体废物经过技术处理化解为可 燃气体和适用于多种行业使用的达到国家标准的活性炭产品。
图l本发明的系统框架图。
图2本发明的系统结构框架图。
图3本发明的系统装置连接图。
图4微波加热式垃圾物料热解及活性炭活化一体炉正面剖面结构 示意图。
图5微波加热式垃圾物料热解及活性炭活化一体炉侧面剖面结构 示意图。
其中，A表示煤气收集系统，B表示气态分离物收集循环系统， C表示活性炭精加工处理系统，D表示裂解系统，E表示预处理系统， Al为空气换热器1， A2为空气分离装置1, A3为煤气收集装置，Bl 为空气分离装置2， Bll纤维过滤塔，B12为电热式蒸汽过热器，B21 为纤维塔，B22空气换热器2， B23为二氧化碳收集装置，B3为氮气 收集装置，B4为二氧化碳吸收塔，Cl为活性炭分类装置，C2为离心机，C3为活性炭烘干机，C4为活性炭收集装置，C5为震动筛分 装置，C6为硅钙外加剂的收集装置，Dl为热解炉室，D2为破碎室， D3为活化室，1为机架，2为物料床，3为摩擦副，4为微波辐射墙， 5为微波墙能源控制线路接口， 6顶部盖板，7为水蒸气出口， 8为带 定位孔的物料压縮板，9为密封隔板I， IO为氮气输入管道，11为 丝杠螺母副I， 12为料床转动支座，13为温度传感器，14为料盘转 动驱动液压杆，15为气体压力传感器，16为煤气出口， 17为不可燃 气体出口， 18为管式闭风螺旋输送机，19为水蒸气气体进口， 20为 密封隔板II， 21为电机，22为传动皮带，23为炭焦缓冲漏斗，24为 破碎齿，25为对辗式出料料斗，26为传动齿轮，27为星形给料机， 28为活化仓，29为仓体保温层，30为壳体钢板，31为二氧化碳气体 进口， 32为固体料床托盘，33为混合气体出口， 34为防辐射底盘， 35为丝杠螺母副I1。
具体实施例方式
参看附图，本发明提出了一种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，采用的技术方案是以垃圾分选物为 原料制取煤气和/或活性炭的系统，该系统中包括对垃圾分选物进行 预处理的分系统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，裂解系统D中采用了微波加热、密闭低温裂解的炭
化、活化一体炉装置，该装置将热解炉室Dl、加工固体炭化物的破
碎室D2、将固体炭化物进一步处理的活化室D3集成在一个炉体内，
分别位于炉体的上部、中部和下部，分选原料进入热解炉室Dl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 p
叫o
本发明实施例的技术方案中，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°C，破碎室D2 中采用了对辊式破碎装置。
本发明实施例的技术方案中，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，由空气分离 装置2B1进行分离、将氮气引入氮气收集装置B3，继续作为裂解保 护气体回输送到热解炉室D1，活化室D3中排出的水蒸气、二氧化 碳气体、进入气态分离物收集循环系统B后，由二氧化碳吸收塔B4 进行分离；分离出的二氧化碳气体经过纤维塔B21除杂后，进入到 空气换热器2B22进行冷却，交换后的热空气用作活性炭的烘干，输 送到活性炭精加工处理系统C中的活性炭烘干机C3中，冷却后的二 氧化碳气体作为活化、催化剂回输送到活化室D3中；分离出的水蒸 气经过纤维过滤塔Bll除杂后，进入到电热式蒸汽过热器B12进行 加热，加热后的水蒸气引入到电热式蒸汽加热器B12加热到一定温度后，回输到活化室D3循环利用。
本发明实施例的技术方案中，在活化室D3活化处理为初级活性 炭产品，从活化室D3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另 行收集，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 品引入为活性炭分类装置C1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。
本发明实施例的技术方案中，热解炉室D1中排出的煤气进入煤气收 集系统A后，由空气分离装置1A2进行分离，将氮气引入氮气收集 装置B3，继续作为裂解保护气体回输送到热解炉室B1，与氮气分离 后的煤气，进入到空气换热器1A1进行冷却，交换后的热空气用作 活性炭的烘干，输送到活性炭精加工处理系统C中的活性炭烘干机 C3中，冷却后的煤气进行收集实现二次利用。
一种与以垃圾分选物为原料制取煤气和/或活性炭的系统配套应 用的微波加热、密闭低温裂解的炭化、活化一体炉，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破碎室D2、以及破碎室D2下方的的活化室D3 三部分，热解炉室Dl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l、由密封隔板II20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、破碎室D2和活化室D3。
本发明实施例的技术方案中，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。
本发明实施例的技术方案中，热解炉室Dl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縮板8，固体料床托盘32，料床转动支座12 和氮气输入管道10，带定位孔的物料压縮板8借助丝杠螺母副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加上。
本发明实施例的技术方案中，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和物料床的翻转驱动液压连杆14，对耀式破碎机置于炭焦缓冲 漏斗23的下方，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 一端铰接在破碎室D2的竖直密封隔板 19上，另一端铰接在固体料床托盘32的下方。
本发明实施例的技术方案中，活化室A3位于炉体的最下部，结 构中包括活化仓28、位于活化仓28顶部的混合气体出口 33和侧下面的二氧化碳气体进口 31和水蒸气气体进口 19。
本发明实施例的技术方案中，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。
本发明实施例的技术方案中，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。
本发明实施例的技术方案中，活化仓28的壳体钢板30内部设置 有仓体保温层29和气体压力传感器15，压力传感器15的采样信号 接至控制电路的对应输入端。。
本发明实施例的技术方案中，对辗式出料料斗25与活化仓28上 方的星形给料机27连通、星形给料机27与活化仓28连通，活化仓 28的底部设置有初步活化后的炭产品的出口，下连接管式闭风螺旋 输送机18。
参看图2、图3，以垃圾分选物为原料制取煤气和/或活性炭的方 法，包括前期对垃圾物料的筛选和粉碎，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； (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。
(2) 分离并分类收集裂解后的气化物，对CO、 C02、N2、水蒸气 设立循环的管路和处理装置；
(2-1)将煤气和氮气的混合气体由空气换热器1A1冷却后，由空 气分离装置1A2进行分离，交换热作为活性炭的干燥热源；
(2-2)将CO中分离的水蒸气，二氧化碳和氮气的混合气体由空 气分离装置2B1再次进行分离；
(2-2-1)再次分离后的氮气回输用做物料裂解时的保护气用；
(2-2-2 )再分离后的饱和水蒸气通过纤维过滤塔B11过滤去杂后， 由电热式蒸汽过热器B12升温，进入活化室D3;
(2-2-3)分离后的二氧化碳气体经纤维塔B21过滤去杂后，由空 气换热器2B22进行冷却，收集后进入活化室D3，从空气换热器2B22 出来的热空气用于活性炭的干燥处理。
(3) 破碎将热解完成后的炭化固留物进行初级破碎；
(4) 活化破碎后的炭化固留物进一步活化处理，直接利用热解 工序产生的二氧化碳和水蒸气做活化剂；
(5) 分离收集的N2直接用来作为裂解炉中密封环境气体，分离 收集的CO直接作为再生能源来利用；
(6) 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；(7 )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；
(8)对活性炭产品进行离心脱水，烘干机烘干形成最终产品。
本发明实施例的技术方案中，该方法所述的步骤中，裂解物料所 采用的装置是微波加热、密闭低温裂解的炭化、活化一体炉；步骤l 中，微波加热的生物质热解采用的工艺环境是45(rC-35(TC的低温、 氮气气氛，所用得微波加热器的配套功率为400-750KW;步骤8中 所用的热源中采用了裂解过程中气化物降温时所产生的交换热；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。
参看附图4，图5，热解炉室Al的进出料靠顶部滑动密封盖板的 滑动及固体料床托盘32的液压翻滚实现。当输入物料时，顶部滑动 密封盖板移动后，打开物料进入固体料床托盘32的通道，由于顶部 盖板6在炉体滑轨的滑动距离为炉体宽度的2倍，可以实现炉顶的全 打开，由抓斗直接给料实现快速加料。同时由于固体料床托盘32内 物料的卸除靠其自身的翻转倾倒，炉膛顶部的全开门为其提供了有力 条件，同样可以实现快速出料。
物料进入热解炉室D1后，采用密闭、密闭加热。热解炉体的壳 体与炉体内的活动部件之间设置有弹性密封材料，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，这些都为 物料的裂解过程所需的密闭环境提供了条件，氮气从氮气输入管道10进入到热解炉室D1，构成热解炉室D1内的氮气环境。微波辐射强 通电以后，对物料反应固定料床2上的物料进行加热，物料微波辐射 加热由内而外升温，升温的过程中，水分以水蒸气的形势排除。物料 在高温裂解的过程中，产生不可燃气体，水蒸气和二氧化碳气体，可 燃气体，通过不可燃气体出口 17、氮气通过水蒸气出口 7、和两个煤 气出口16，由电磁阀控制排出，进行分类收集。温度传感器13的设 置，使热解炉室内的温度能更加准确的控制。
固体料床托盘32翻转将经过裂解后的固体炭化物倾倒与破碎室 的炭焦缓冲漏斗23内。破碎室D2结构中包括对辊式破碎机、传动机 构和进出料机构。传动机构包括电机21、传动皮带22、主轴间的传 动齿轮26、，破碎机构包括相对转动的破碎齿24，进出料机构包括炭 焦缓冲漏斗23和对辗式出料料斗25，破碎齿24位于炭焦缓冲漏斗 23的底部，对辗式出料料斗25的上部。进入炭焦缓冲漏斗23的炭 化固留物充分破碎后进入到对辗式出料料斗25。对辗式出料料斗25 内的固体炭化物，经星形给料机27进入活化室D3中的活化仓28进 行活化。
活化室D3位于炉膛的最下部，星形给料机27与活化仓28连通， 在活化过程中采用水蒸气和二氧化碳作为活化、催化剂，通过水蒸气 气体进口 19和二氧化碳气体进口 31向活化仓28内输送气体，仓体 保温层29对活化仓28起到了保温作用，活化仓28内部设置有气体 压力传感器15，气体压力传感器15的采样信号接至控制电路的对应输入端，使活化仓28内的温度更够更加及时、准确的控制。活化完 成后，通过管式闭风螺旋输送机35输出活性炭初级产品。
本发明将热解炉室D1、破碎室D2、活化室D3有机的结合在一个
炉体内，裂解完成后的炭化固留物直接倒进设置于炉膛中部的初级破 碎室D2进行破碎，经破碎后的固体碳化物进入到活化室D3进行活化，
整体实现四位一体操作，结构简洁、可靠性强。
所有微波辐射范围内的结构件均采用特殊材质加覆膜处理工艺 制造，微波的反射及泄漏率极低装置安全性良好。经裂解完成的炭焦 采用对辊式破碎装置进行还原性破碎既能保证活性炭的纤维形状， 又能提高在活化过程中的活化效率。裂解过程通过温度、压力及气体 流量变化测定及控制自动控制反应过程自动化程度高，性能稳定。微 波辐射强采用分组与联动相结合的控制方法控制减少无功损失，提高 操作的可靠性。
本发明装置设计一体化结构，将热解炉室D1、破碎室D2和活化 室D3有机的结合在一个炉膛中，结构简洁，可靠性强。热解炉室 Dl特有的进出料设计，结构简化，速度快。
本发明采用微波加热，物料受热均匀，热辐射面积大，升温速 度快，物料中的水分在未达到垃圾分选物裂解温度前即以水蒸气形式 挥发，不参与裂解过程的反应，从而实现裂解过程不产生液体产物， 提高其应 性。采用45(TC的低温裂解，过程中不产生任何二噁英类 物质，无害化水平高。采用氮气保护条件下对物料进行热解处理，减少垃圾热解过程中物料的氧化损失，提高固体炭的回收率在50%以 上。根据微波加热物料特性，充分利用裂解完成后残渣的自身所蓄的 能量进行物理法炭活化处理，有效节约能源。活性炭活化过程采用蒸 汽及二氧化碳为活化剂，既有效提高回收炭的强度，又减少化学法活 化处理的二次污染。
权利要求
1.以垃圾分选物为原料制取煤气和/或活性炭的系统，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、活化一体炉装置，该装置将热解炉室(D1)、加工固体炭化物的破碎室(D2)、将固体炭化物进一步处理的活化室(D3)集成在一个炉体内，分别位于炉体的上部、中部和下部，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/或活 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45(TC，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/或活 性炭的系统，其特征在于热解炉室(Dl)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，由空气分离装 置2(B1)进行分离、将氮气引入氮气收集装置(B3)，继续作为裂解保护气体回输送到热解炉室(D1)，活化室(D3)中排出的水蒸气、二 氧化碳气体、进入气态分离物收集循环系统(B)后，由二氧化碳吸收 塔(B4)进行分离；分离出的二氧化碳气体经过纤维塔(B21)除杂后， 进入到空气换热器2(B22)进行冷却，交换后的热空气用作活性炭的烘 干，输送到活性炭精加工处理系统(C)中的活性炭烘干机(C3)中， 冷却后的二氧化碳气体作为活化、催化剂回输送到活化室(D3)中；分 离出的水蒸气经过纤维过滤塔(B11)除杂后，进入到电热式蒸汽过 热器(B12)进行加热，加热后的水蒸气引入到电热式蒸汽加热器 (B12)加热到一定温度后，回输到活化室(D3)循环利用。
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/或活 性炭的系统，其特征在于在活化室(D3)活化处理为初级活性炭产品， 从活化室(D3)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另行收 集，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 入为活性炭分类装置(Cl)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/或活 性炭的系统，其特征在于热解炉室(Dl)中排出的煤气进入煤气 收集系统(A)后，由空气分离装置1(A2)进行分离，将氮气引入氮气收 集装置(B3)，继续作为裂解保护气体回输送到热解炉室(B1)，与氮气分离后的煤气，进入到空气换热器l(Al)进行冷却，交换后的热空 气用作活性炭的烘干，输送到活性炭精加工处理系统(C)中的活性炭 烘干机(C3)中，冷却后的煤气进行收集实现二次利用。
6. —种与以垃圾分选物为原料制取煤气和/或活性炭的系统配套 应用的微波加热、密闭低温裂解的炭化、活化一体炉，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(Dl)、 位于热解炉室(Dl)下方的加工炭化固留物的破碎室(D2)、以及破 碎室(D2)下方的的活化室(D3)三部分，热解炉室(Dl)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(Dl)、破碎室(D2)和活化室(D3)。
7. 根据权利要求6所述的微波加热、密闭低温裂解的炭化、活 化一体炉，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)。
8. 根据权利要求6所述的微波加热、密闭低温裂解的炭化、活 化一体炉，其特征在于热解炉室(Dl)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縮板(8)，固体料床托盘(32)，料床转动 支座(12)和氮气输入管道(10)，带定位孔的物料压縮板(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。
9.根据权利要求6所述的微波加热、密闭低温裂解的炭化、活 化一体炉，其特征在于破碎室(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) 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，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。
10. 根据权利要求6所述的微波加热、密闭低温裂解的炭化、活 化一体炉，其特征在于活化室(A3)位于炉体的最下部，结构中 包括活化仓(28)、位于活化仓(28)顶部的混合气体出口 (33)和 侧下面的二氧化碳气体进口 (31)和水蒸气气体进口 (19)。
11. 根据权利要求6所述的微波加热、密闭低温裂解的炭化、活 化一体炉，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8所述的微波加热、密闭低温裂解的炭化、活 化一体炉，其特征在于热解炉室(Dl)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所述的微波加热、密闭低温裂解的炭化、 活化一体炉，其特征在于活化仓(28)的壳体钢板(30)内部设置有 仓体保温层(29)和气体压力传感器(15)，压力传感器(15)的采样 信号接至控制电路的对应输入端。。
14. 根据权利要求9、 10所述的微波加热、密闭低温裂解的炭化、 活化一体炉，其特征在于对辗式出料料斗(25)与活化仓(28)上方的 星形给料机(27)连通、星形给料机(27)与活化仓(28)连通，活化仓 (28)的底部设置有初步活化后的炭产品的出口 ，下连接管式闭风螺旋 输送机(18)。
15. 以垃圾分选物为原料制取煤气和/或活性炭的方法，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CO、 C02、N2、水蒸气 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破碎；(4) 活化破碎后的炭化固留物进一步活化处理，直接利用热解工序产生的二氧化碳和水蒸气做活化剂；(5) 分离收集的N2直接用来作为裂解炉中密封环境气体，分离 收集的CO直接作为再生能源来利用；(6) 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；(7 )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；(8)对活性炭产品进行离心脱水，烘干机烘干形成最终产品。
16. 根据权利要求15所述的以垃圾分选物为原料制取煤气和/ 或活性炭的方法，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、活化一体炉。
17. 根据权利要求15所述的以垃圾分选物为原料制取煤气和/或 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45(TC-35(TC的低温、氮气气氛，所用得微波加热 器的配套功率为400-750KW。
18. 根据权利要求15所述的以垃圾分选物为原料制取煤气和/或 活性炭的方法，其特征在于步骤(8)中所用的热源中采用了裂解 过程中气化物降温时所产生的交换热。
19. 根据权利 求15所述的以垃圾分选物为原料制取煤气和/或 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。
20.根据权利要求15所述的以垃圾分选物为原料制取煤气和/或 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。
21.根据权利要求15所述的以垃圾分选物为原料制取煤气和/或 活性炭的方法，其特征在于对步骤(2)中分离并收集的气体进一 步处理包括以下步骤(2-1)将煤气和氮气的混合气体由空气换热器l(Al)冷却后，由 空气分离装置1(A2)进行分离，交换热作为活性炭的干燥热源；(2-2)将CO中分离的水蒸气，二氧化碳和氮气的混合气体由空 气分离装置2(Bl)再次进行分离；(2-2-1)再次分离后的氮气回输用做物料裂解时的保护气用；(2-2-2)再分离后的饱和水蒸气通过纤维过滤塔(B11)过滤去杂 后，由电热式蒸汽过热器(B12)升温，进入活化室(D3);(2-2-3)分离后的二氧化碳气体经纤维塔(B21)过滤去杂后，由空 气换热器2(B22)进行冷却，收集后进入活化室(D3)，从空气换热器 2(B22)出来的热空气用于活性炭的干燥处理。
全文摘要
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，对垃圾中的生物质原料进行了有效的处理和利用，采用的技术方案是，系统中包括对生物质原料的预处理系统，裂解系统，煤气收集系统，以及气态分离物收集循环系统，活性炭精加工处理系统，在预处理系统中进行垃圾原料粉碎处理，再进入裂解系统，从裂解系统引出来的气态生成物，经气态分离物收集循环系统处理后送至系统的对应循环入口，裂解系统中采用了微波加热、密闭低温裂解的炭化、活化一体炉装置，本发明充分利用了垃圾资源，降低环境污染和能耗，彻底实现了垃圾处理无害化。
文档编号C10B53/00GK101633845SQ200910105518
公开日2010年1月27日 申请日期2009年2月23日 优先权日2009年2月23日
发明者杨启才, 王新平, 王照壹 申请人:深圳市兖能投资管理有限公司