專(zhuān)利名稱(chēng)：一種將有機(jī)廢棄物熱解、碳化、活化的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將有機(jī)廢棄物通過(guò)熱解方式碳化、活化從而制備農(nóng)業(yè)炭的方法。本發(fā)明還涉及一種用于實(shí)現(xiàn)上述方法的裝置。
背景技術(shù)：
2007年國(guó)際“農(nóng)業(yè)炭”發(fā)起大會(huì)在澳大利亞新南威爾士召開(kāi)，各國(guó)科學(xué)家和企業(yè)界對(duì)“農(nóng)業(yè)炭”技術(shù)研究和運(yùn)用引起了高度關(guān)注。“農(nóng)業(yè)炭”(Agrichar)是將動(dòng)物糞便、稻米谷殼、花生殼、玉米桿、樹(shù)木廢料等有機(jī) 原料，在無(wú)氧環(huán)境下低溫?zé)峤夂笮纬傻念?lèi)似木炭一樣的殘?jiān)?，大約50 %的有機(jī)原料中的碳保留在其中。澳大利亞伍倫巴農(nóng)業(yè)研究所的最新研究成果再次證實(shí)了 “農(nóng)業(yè)炭”技術(shù)的巨大潛力。研究人員按每公頃農(nóng)田施加10噸“農(nóng)業(yè)炭”的量進(jìn)行了試驗(yàn)，結(jié)果表明，“農(nóng)業(yè)炭”可以使小麥的產(chǎn)量增加3倍，使大豆的產(chǎn)量增加2倍多。同時(shí)，他們還單獨(dú)使用氮肥以及“農(nóng)業(yè)炭”和氮肥并用來(lái)進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)量基本相同。這說(shuō)明，單獨(dú)使用“農(nóng)業(yè)炭”就可以起到和使用氮肥一樣的增產(chǎn)效果?！稗r(nóng)業(yè)炭”技術(shù)還可以大大減少溫室氣體的排放。澳大利亞著名科學(xué)家提姆 富蘭納瑞指出，在全球范圍內(nèi)，土壤釋放的溫室氣體量是化石燃燒產(chǎn)生的溫室氣體的10倍多。通過(guò)對(duì)土壤中釋放出的氣體進(jìn)行測(cè)量和對(duì)比，發(fā)現(xiàn)“農(nóng)業(yè)炭”可以顯著減少二氧化碳和一氧化二氮的釋放。而一氧化二氮是另一種更嚴(yán)重的溫室氣體，其制造溫室效應(yīng)的效力是二氧化碳的300倍，在空氣中可持續(xù)150年之久。澳大利亞伍倫巴農(nóng)業(yè)研究所另一位環(huán)境科學(xué)家史蒂夫 肯姆伯指出，“農(nóng)業(yè)炭”還為農(nóng)民和環(huán)境帶來(lái)另一個(gè)好處。農(nóng)作物殘余、地面覆蓋物以及混合肥料等形式中的碳在土壤中是不穩(wěn)定的，在兩至三年內(nèi)就會(huì)徹底分解，轉(zhuǎn)化成二氧化碳。而“農(nóng)業(yè)炭”在土壤中很穩(wěn)定，其中的碳可以保持幾百年的時(shí)間。這意味著，使用等量的“農(nóng)業(yè)炭”和混合肥料，“農(nóng)業(yè)炭” 一次就可以頂上幾十年，而混合肥料卻要年年使用，這無(wú)疑會(huì)減少農(nóng)民的支出。對(duì)于環(huán)境而言，由于不穩(wěn)定的、易分解的碳被穩(wěn)定的“農(nóng)業(yè)炭”代替，土壤釋放的二氧化碳量將大大減少。人類(lèi)在生產(chǎn)、生活過(guò)程中每天產(chǎn)生大量的有機(jī)廢棄物養(yǎng)牛場(chǎng)、養(yǎng)雞場(chǎng)的糞便；糧食加工企業(yè)的稻米谷殼、花生殼；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的農(nóng)作物秸桿；制糖企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程
中剩余的蔗渣；淺水湖泊污染治理打撈的藍(lán)藻......等等。上述有機(jī)廢棄物中除了水分
夕卜，還含大量的有機(jī)物，有機(jī)物的主要成分是碳。這些有機(jī)廢棄物含水量大，成分復(fù)雜，地點(diǎn)分散，如果不能及時(shí)、妥善處理極易發(fā)臭，造成環(huán)境污染。眾所周知，將動(dòng)物糞便、稻米谷殼、花生殼、農(nóng)作物秸桿、蔗渣、藍(lán)藻等有機(jī)廢棄物，在無(wú)氧環(huán)境下熱解、碳化、活化后可以制成農(nóng)業(yè)炭(Agrichar)。是否可以采用一種裝置使上述有機(jī)廢棄物熱解、碳化、活化后制造農(nóng)業(yè)碳實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，至今未見(jiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種將動(dòng)物糞便、稻米谷殼、花生殼、農(nóng)作物秸桿、蔗渣、藍(lán)藻等有機(jī)廢棄物，在無(wú)氧環(huán)境下熱解、碳化、活化制備農(nóng)業(yè)炭的方法。本發(fā)明的又一目的在于提供一種用于將有機(jī)廢棄物熱解、碳化、活化的裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的將有機(jī)廢棄物熱解、碳化、活化制備農(nóng)業(yè)炭的方法，主要步驟包括I)將需要處理的有機(jī)廢棄物輸送到可旋轉(zhuǎn)的不銹鋼材質(zhì)的加熱設(shè)備中；2)向電磁線(xiàn)圈通電，利用電磁線(xiàn)圈產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)對(duì)加熱設(shè)備中的有機(jī)廢棄物進(jìn) 行翻動(dòng)加熱處理；3)有機(jī)廢棄物加熱生成的水蒸汽冷凝成冷凝水，可燃?xì)怏w輸送到蒸汽鍋爐的燃燒器；4)繼續(xù)加熱，導(dǎo)入蒸汽和煙氣對(duì)有機(jī)廢棄物熱解生成的碳進(jìn)行活化以增加碳的孔隙；5)停止加熱，排出碳；6)重復(fù)步驟I至步驟5。本發(fā)明提供的用于將有機(jī)廢棄物熱解、碳化、活化的裝置，其中主要包括一加熱室，該加熱室內(nèi)軸向安裝一導(dǎo)磁且能耐1000°C的金屬材料制成的加熱滾筒，該加熱滾筒的外壁與加熱室的頂部及兩側(cè)內(nèi)壁設(shè)有一間距，加熱滾筒內(nèi)壁安裝有多排翻導(dǎo)料板，每?jī)膳欧蠈?dǎo)料板之間設(shè)有間距；每排翻料導(dǎo)料板由多塊翻導(dǎo)料板組成，每塊翻料導(dǎo)料板由一個(gè)平面和一個(gè)斜面三角形組成，每排翻導(dǎo)料板的平面為水平排列，三角形的尖端朝向加熱滾筒的出料口；至少一組產(chǎn)生交變磁場(chǎng)的電磁線(xiàn)圈，呈半圓弧狀，安裝在加熱滾筒底部，電磁線(xiàn)圈與加熱滾筒底部的外壁之間設(shè)有工作間隙；電磁線(xiàn)圈電性連接產(chǎn)生交變電流的電力轉(zhuǎn)換裝置；加熱滾筒的一端為錐形筒體，該錐形筒體內(nèi)有排料板，加熱滾筒的錐形筒體與出料滾筒的一端連接。出料滾筒內(nèi)設(shè)有螺旋導(dǎo)料板。該出料滾筒的另一端穿過(guò)托輥室和出料間伸入到出料倉(cāng)內(nèi)與出料室連接，該出料室與出料滾筒垂直的一側(cè)開(kāi)設(shè)有放料口，該放料口上安裝有放料口蓋；該出料倉(cāng)下部設(shè)有出料口 ；一輸送物料的內(nèi)輸送管，自出料倉(cāng)外側(cè)壁軸向地插設(shè)在出料滾筒內(nèi)，該內(nèi)輸送管的出料管口延伸至加熱滾筒內(nèi)，該內(nèi)輸送管與出料滾筒的內(nèi)壁之間的空隙為出料通道；該內(nèi)輸送管的進(jìn)料管口通過(guò)旋轉(zhuǎn)接頭分別連接物料輸送裝置、蒸汽、煙氣和壓縮空氣；該物料輸送裝置上方有進(jìn)料倉(cāng)；加熱滾筒的另一端與驅(qū)動(dòng)滾筒連接，驅(qū)動(dòng)滾筒整體設(shè)于驅(qū)動(dòng)設(shè)備間內(nèi)，驅(qū)動(dòng)設(shè)備間內(nèi)安裝驅(qū)動(dòng)裝置，由該驅(qū)動(dòng)裝置中的電機(jī)驅(qū)動(dòng)加熱滾筒的正反向轉(zhuǎn)動(dòng)；一排汽管，軸向地插設(shè)在驅(qū)動(dòng)滾筒內(nèi)，一端連接在加熱滾筒上，另一端連接混合汽凈化處理裝置；所述的裝置，其中，加熱室的兩端側(cè)壁和頂部設(shè)有隔熱保溫材料。所述的裝置，其中，電磁線(xiàn)圈的上表面復(fù)蓋一層陶瓷板。所述的裝置，其中，出料間和與托輥室之間設(shè)有一隔板；出料間頂部設(shè)有出料間除塵口，該出料間除塵口上方連接一除塵風(fēng)管，該除塵風(fēng)管與除塵器相連接；出料間底部設(shè)有排料口；出料間下端對(duì)應(yīng)一排料箱。所述的裝置，其中，托輥室內(nèi)設(shè)有支撐出料滾筒的托輥；出料滾筒外面設(shè)有托圈，該托圈支撐在托輥上；該出料滾筒外面包覆有隔熱保溫材料；驅(qū)動(dòng)設(shè)備間內(nèi)安裝有驅(qū)動(dòng)滾筒的托輥和止推滾輪，驅(qū)動(dòng)滾筒外部安裝有托圈和驅(qū)動(dòng)齒輪，該托圈支撐在托輥上，其朝向驅(qū)動(dòng)齒輪的側(cè)面與止推滾輪接觸；該驅(qū)動(dòng)齒輪與驅(qū)動(dòng)裝置的小齒輪咬合；該驅(qū)動(dòng)滾筒外面包覆有隔熱保溫材料。所述的裝置，其中，電力轉(zhuǎn)換裝置整體安裝在一電氣設(shè)備間內(nèi)，該電氣設(shè)備間兩側(cè)設(shè)有多個(gè)通風(fēng)格柵門(mén)，其中一側(cè)的通風(fēng)格柵門(mén)內(nèi)安裝有起散熱作用的排風(fēng)機(jī)。 所述的裝置，其中，驅(qū)動(dòng)設(shè)備間的頂部設(shè)有驅(qū)動(dòng)設(shè)備間除塵口，驅(qū)動(dòng)設(shè)備間除塵口上方與除塵風(fēng)管連接，該除塵風(fēng)管與除塵器相連接；驅(qū)動(dòng)設(shè)備間外側(cè)面兩側(cè)有金屬門(mén)，金屬門(mén)的下部有通風(fēng)格柵。所述的裝置，其中，排汽管連接加熱滾筒的一端直徑大于連接混合汽凈化處理裝 置一端的直徑；該排汽管通過(guò)設(shè)置在驅(qū)動(dòng)設(shè)備間外側(cè)端板的排汽管旋轉(zhuǎn)接頭與連接混合汽凈化處理裝置連接；內(nèi)輸送管的出料管口一端的直徑大于進(jìn)料管口一端的直徑。所述的裝置，其中，蒸汽是由蒸汽鍋爐提供，煙氣是蒸汽鍋爐燃燒時(shí)產(chǎn)生的煙氣，壓縮空氣是由壓縮空氣罐提供。本發(fā)明可以工業(yè)化生產(chǎn)的規(guī)模將動(dòng)物糞便、稻米谷殼、花生殼、農(nóng)作物秸桿、蔗渣、藍(lán)藻等有機(jī)廢棄物，在無(wú)氧環(huán)境下熱解、碳化、活化后可以制成農(nóng)業(yè)炭(Agrichar)。


圖I為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明裝置的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為沿圖2中A-A線(xiàn)的剖面示意圖；圖4為本發(fā)明的錐形筒體內(nèi)的翻導(dǎo)料板示意圖，其中圖4a為加熱滾筒的剖面圖，圖4b為沿圖4a中B-B線(xiàn)的剖面示意圖。圖中標(biāo)記說(shuō)明I-控制柜、2-除塵器、3-除塵管道，4-蓄熱罐安全閥、5-蓄熱罐蒸汽閥、6-蓄熱罐壓力顯示與傳感器、7-蓄熱罐、8-蓄熱罐進(jìn)汽口、9_蓄熱罐排污口、10-蒸汽鍋爐排污口、11-蒸汽鍋爐蒸氣閥、12-蒸汽管道、13-蒸汽鍋爐安全閥、14-蒸汽鍋爐壓力顯示與傳感器、15-煙氣口、16-補(bǔ)水口、17-水位計(jì)、18-天然氣燃燒器、19-甲烷氣燃燒器、20-蒸汽鍋爐、21-進(jìn)料倉(cāng)、22-物料輸送設(shè)備、23-物料輸送管道、24-壓縮空氣罐、25-出氣閥、26-進(jìn)氣口、27-空氣壓力顯示與傳感器、28-壓縮空氣三通閥、29-蒸汽煙氣三通閥、30-煙氣進(jìn)口、31-蒸汽入口、32-蒸汽煙氣混合器、33-空氣壓縮機(jī)、34-輪子、35-排料箱、36-出料口、37-出料倉(cāng)、38-放料口蓋、39-放料口、40_折頁(yè)、41-螺旋導(dǎo)料板、42-檢查口、43_蒸汽煙氣混合出口、44-物料管旋轉(zhuǎn)接頭、45-內(nèi)輸送管、46-出料室、47-出料滾筒、48-隔熱保溫材料、49-隔板、50-壓縮空氣罐安全閥、51-出料間、52-出料倉(cāng)溫度傳感器、53-除塵口、54-通風(fēng)管、55-滾圈、56-托輥室、57-密封裝置、58-除塵風(fēng)管、59-金屬外殼、60-頂部溫度傳感器、61-加熱室、62-加熱滾筒、63-翻導(dǎo)料板、64-排汽管、65-驅(qū)動(dòng)滾筒、66-驅(qū)動(dòng)齒輪、67-驅(qū)動(dòng)設(shè)備間、68-排汽管旋轉(zhuǎn)接頭、69-混合氣出口、70-混合氣管、71-可燃?xì)獬隹凇?2-混合汽凈化處理設(shè)備、73-噴淋水接口、74-排水口、75-排送風(fēng)機(jī)、76-底座、77-驅(qū)動(dòng)裝置、78-止推滾輪、79-托輥、80-高強(qiáng)度陶瓷板、81-電力轉(zhuǎn)換裝置、82-電磁線(xiàn)圈、83-電氣設(shè)備間、84-排料板、85-錐形筒體、86-排渣室、87-排渣口、88_進(jìn)風(fēng)口、89_金屬門(mén)、90-中部溫度傳感器、91-通風(fēng)隔柵、92-排渣室門(mén)、93-隔柵通風(fēng)門(mén)、94-電氣間溫度傳感器、95-電磁線(xiàn)圈溫度傳感器、96-排風(fēng)機(jī)、97-煙囪、98-可燃?xì)怏w管道、99-蒸汽壓力平衡閥、100-蒸汽流量計(jì)、101-蒸汽管道。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。請(qǐng)結(jié)合圖I至圖4。本發(fā)明的裝置包括有
—加熱室61,外部為金屬外殼59。該加熱室內(nèi)軸向地安裝有一加熱滾筒62,加熱滾筒62采用耐高溫310S不銹鋼制作。加熱室61兩端側(cè)壁和頂部是隔熱保溫材料48。加熱滾筒62的下半部包覆有呈半圓形的弧形電磁線(xiàn)圈82，該電磁線(xiàn)圈82為至少一組(本實(shí)施例和附圖是以5組電磁線(xiàn)圈為例說(shuō)明)，電磁線(xiàn)圈82的上表面覆蓋有可以耐高溫的高強(qiáng)度陶瓷板80。加熱滾筒62的下半部與陶瓷板80之間留有工作間隙，該工作間隙是指加熱滾筒62在旋轉(zhuǎn)時(shí)不與陶瓷板80產(chǎn)生接觸磨擦，并且加熱滾筒62能夠接受到電磁線(xiàn)圈82產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)，一般的間隙距離設(shè)在l_5mm之間。如果間隙距離過(guò)大，則電磁線(xiàn)圈82形成高頻交變磁場(chǎng)的磁力線(xiàn)無(wú)法通過(guò)加熱滾筒62金屬體內(nèi)產(chǎn)生渦流；如果距離間隙過(guò)小，則會(huì)使加熱滾筒62與陶瓷板80產(chǎn)生接觸磨擦而損壞電磁線(xiàn)圈。加熱室61的下面為電氣設(shè)備間83，電氣設(shè)備間83內(nèi)安裝有分別電性連接5組電磁線(xiàn)圈82的5個(gè)電力轉(zhuǎn)換裝置81 (本發(fā)明的電力轉(zhuǎn)換裝置作用是向電磁線(xiàn)圈提供高頻交流電，主要由整流電路、逆變電路、控制回路、繼電器、電風(fēng)扇等組成，屬于公知技術(shù))。電氣設(shè)備間83兩側(cè)開(kāi)有通風(fēng)格柵門(mén)93，其中一側(cè)的通風(fēng)格柵門(mén)93內(nèi)安裝有排風(fēng)機(jī)96,每個(gè)排風(fēng)扇對(duì)應(yīng)一個(gè)電力轉(zhuǎn)換裝置81,通過(guò)電氣設(shè)備間內(nèi)的溫度傳感器94測(cè)定工作溫度過(guò)高時(shí)啟動(dòng)排風(fēng)扇96進(jìn)行散熱。加熱滾筒62的轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)在2_5r/min，加熱滾筒62外壁與加熱室61兩側(cè)上半部和頂部?jī)?nèi)壁的距離為300mm。加熱滾筒62的一端為錐形筒體85，錐形筒體85內(nèi)有排料板84，錐形筒體85與出料滾筒47連接。出料滾筒47外面有托圈55、隔熱保溫材料48，與加熱室61、出料倉(cāng)51連接部位有密封裝置57。出料滾筒47的另一端穿過(guò)托輥間56、出料間51伸入到出料倉(cāng)37內(nèi)與出料室46連接。出料室46外圓表面上有一個(gè)放料口 39，放料口 39上有一放料口蓋38，放料口蓋38和出料室46壁由一個(gè)折頁(yè)40連接，當(dāng)放料口 39隨著出料室46轉(zhuǎn)到頂部后放料口蓋可以蓋住放料口 39，以避免產(chǎn)生太多的粉塵。出料倉(cāng)37下部有出料口 36，外側(cè)壁有檢查口 42、出料倉(cāng)溫度傳感器52、旋轉(zhuǎn)接頭44。出料倉(cāng)37的外部有隔熱保溫材料48。出料間51兩側(cè)有金屬門(mén)89，頂部有除塵口 53。除塵口 53與除塵風(fēng)管58連接。出料間51底部有排渣口 87。排渣口 87下部是排渣室86，排渣室86內(nèi)有帶輪子34的排渣箱35，排渣室87 —側(cè)有排渣室門(mén)92，可以將排渣箱35拉出。出料間51內(nèi)在與托輥室56的隔板49下部有通風(fēng)口 88。托輥室56內(nèi)有托輥79、通風(fēng)管54，兩側(cè)有金屬門(mén)89。通風(fēng)管54的進(jìn)風(fēng)口位于托輥室56內(nèi)上半部。加熱滾筒62的另一端與驅(qū)動(dòng)滾筒65連接。驅(qū)動(dòng)滾筒65位于驅(qū)動(dòng)設(shè)備間67內(nèi)。驅(qū)動(dòng)滾筒65外部有托圈55、驅(qū)動(dòng)齒輪66。托圈55坐落在托輥79上，托圈55朝向驅(qū)動(dòng)齒輪66的一側(cè)與止推滾輪78接觸；驅(qū)動(dòng)齒輪66與驅(qū)動(dòng)裝置77的齒輪咬合，驅(qū)動(dòng)滾筒65外面有隔熱保溫材料48。驅(qū)動(dòng)設(shè)備間67內(nèi)安裝有托輥79、止推滾輪78、驅(qū)動(dòng)裝置77，頂部有除塵口 53。除塵口 53與除塵風(fēng)管58連接。驅(qū)動(dòng)設(shè)備間67外側(cè)端板安裝有旋轉(zhuǎn)接頭68，驅(qū)動(dòng)設(shè)備間67兩側(cè)有金屬門(mén)89。金屬門(mén)89的下部有通風(fēng)格柵91。驅(qū)動(dòng)滾筒65內(nèi)安裝有排汽管64，排汽管 64—端伸入到加熱滾筒62內(nèi)，另一端在驅(qū)動(dòng)滾筒65外與驅(qū)動(dòng)設(shè)備間67外壁上安裝的排氣管旋轉(zhuǎn)接頭68連接。排汽管64伸入加熱滾筒62內(nèi)一端直徑大于與排氣管旋轉(zhuǎn)接頭68連接一端的直徑。排氣管旋轉(zhuǎn)接頭68外端有出汽口 69。出汽口 69通過(guò)管道70與混合汽凈化處理設(shè)備72進(jìn)汽口連接。混合氣凈化處理設(shè)備72采用噴淋塔，噴淋塔為公知的設(shè)備。噴淋塔有進(jìn)水口 73、出水口 74、進(jìn)汽口70、可燃?xì)獬隹?71。內(nèi)輸送管45的一端穿過(guò)出料倉(cāng)37、出料室46、出料滾筒47伸入到加熱滾筒62內(nèi)(該端稱(chēng)之為出料管口)。另一端與出料倉(cāng)37外壁安裝的物料管旋轉(zhuǎn)接頭44連接(該端稱(chēng)之為進(jìn)料管口)。內(nèi)輸送管45與出料室46、出料滾筒47接觸部位焊接。內(nèi)輸送管45出料管口(即伸入加熱滾筒62的一端)直徑大于與進(jìn)料管口(即與物料管旋轉(zhuǎn)接頭44連接一端)直徑，以避免進(jìn)料時(shí)發(fā)生堵塞。物料管旋轉(zhuǎn)接頭44連接一外輸送管23，該外輸送管23另一端與物料輸送裝置22連接。物料輸送裝置22上方有進(jìn)料倉(cāng)21。物料輸送裝置22采用螺桿泵，螺桿泵為公知的設(shè)備。上述各部件可以安裝在一底座76上。外輸送管23上安裝有混合氣三通閥29，混合氣三通閥29的兩端與外輸送管23連接，另一端通過(guò)管道與蒸汽煙氣混合器32的混合氣口 43連接。外輸送管上23安裝有壓縮空氣三通閥28，壓縮空氣三通閥28的兩端與外輸送管23連接，另一端通過(guò)管道與壓縮空氣罐24的出氣口 25連接。蒸汽煙氣混合器32的煙氣進(jìn)口 30與蒸汽鍋爐煙道97連接，在與煙道97連接處的上方安裝有煙氣閥50。蒸汽煙氣混合器32的蒸汽進(jìn)口 31與蓄熱罐7的蒸汽出口 5連接。蒸汽煙氣混合器32采用文丘里管，文丘里管為公知設(shè)備。加熱滾筒62內(nèi)壁安裝有多排翻導(dǎo)料板63，每排翻導(dǎo)料板63由多塊翻導(dǎo)料板63組成；每排兩塊翻導(dǎo)料板63之間有膨脹縫；每塊翻導(dǎo)料板63由一個(gè)平面和一個(gè)斜面呈5° 20°度角的三角形，其中每排翻導(dǎo)料板63的平面為水平排列，翻導(dǎo)料板63的三角形尖端朝向出料倉(cāng)37。出料滾筒47內(nèi)安裝有螺旋導(dǎo)料板41。螺旋導(dǎo)料板41與出料滾筒47的垂直夾角為左旋3° 15°。本發(fā)明設(shè)置有蒸汽鍋爐20，其作用是提供對(duì)制備的“農(nóng)業(yè)炭”進(jìn)行活化所需的蒸汽和煙氣，同時(shí)將有機(jī)廢棄物熱解過(guò)程中產(chǎn)生的可燃?xì)怏w回收利用。由蒸汽閥11、排污閥
10、安全閥13、補(bǔ)水口 16、水位計(jì)17、壓力顯示和傳感器14、天然氣燃燒器18、甲烷氣燃燒器19、煙氣出口 15、煙囪97等部件組成。蒸汽閥11通過(guò)管道12與蓄熱罐7的蒸汽進(jìn)口 8連接。蓄熱罐7的蒸汽出口有蒸汽閥5，蒸汽閥5通過(guò)管道與蒸汽煙氣混合器32的蒸汽進(jìn)口31連接。蓄熱罐7配有安全閥4、壓力顯示和傳感器6、排污閥9。 本發(fā)明還設(shè)置有壓縮空氣罐24，用于將原料吹入加熱滾筒內(nèi)。壓縮空氣罐24的進(jìn)氣口 26與空氣壓縮機(jī)33出氣口連接。壓縮空氣罐24上有壓力顯示和傳感器27。除塵設(shè)備2通過(guò)除塵管道3與除塵風(fēng)管58連接。除塵設(shè)備2采用公知的脈沖式布袋除塵器。本發(fā)明的整套裝置的運(yùn)行由控制柜I進(jìn)行控制。控制柜I通過(guò)電源開(kāi)關(guān)、溫度調(diào)節(jié)鈕、功率選擇鈕、內(nèi)部的控制電路等，實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換，調(diào)節(jié)溫度、設(shè)備控制等，控制柜I具有以下功能
I)檢測(cè)功能振蕩信號(hào)檢測(cè)、電流檢測(cè)，電壓檢測(cè)，蒸汽壓力檢測(cè)、壓縮空氣壓力檢測(cè)、加熱室61溫度檢測(cè)、電磁線(xiàn)圈82溫度檢測(cè)、出料倉(cāng)37溫度檢測(cè)、電氣設(shè)備間83溫度檢測(cè)。加熱室61中部溫度檢測(cè)。2)控制功能電流控制，蒸汽壓力控制，壓縮空氣壓力控制，加熱室61溫度控制，電磁線(xiàn)圈82溫度控制，出料倉(cāng)37溫度控制，電氣設(shè)備間83溫度控制，蒸汽鍋爐20運(yùn)行控制，加熱滾筒62轉(zhuǎn)速控制，加熱滾筒62轉(zhuǎn)動(dòng)方向控制，物料輸送設(shè)備22運(yùn)行控制、除塵設(shè)備2運(yùn)行控制，排送風(fēng)機(jī)75運(yùn)行控制，排風(fēng)機(jī)96控制，空氣壓縮機(jī)33控制。3)顯示功能加熱室61溫度，加熱室61中部溫度，出料倉(cāng)37溫度，電氣設(shè)備間83溫度，電磁線(xiàn)圈82溫度，蒸汽壓力，驅(qū)動(dòng)裝置77運(yùn)行停止，蒸汽鍋爐20運(yùn)行停止，物料輸送設(shè)備22運(yùn)行停止、除塵設(shè)備2運(yùn)行停止，排送風(fēng)機(jī)75運(yùn)行停止，排風(fēng)機(jī)96運(yùn)行停止，空氣壓縮機(jī)33運(yùn)行停止，加熱滾筒62轉(zhuǎn)速、排送風(fēng)機(jī)75轉(zhuǎn)速。4)保護(hù)功能超溫保護(hù)，電流過(guò)流保護(hù)，電壓超壓欠壓保護(hù)，漏磁通保護(hù)，蒸汽超壓保護(hù)。本發(fā)明的上述裝置用于將動(dòng)物糞便在無(wú)氧環(huán)境下熱解、碳化、活化后制成農(nóng)業(yè)炭(Agrichar)的操作程序如下(I)將需要加工的動(dòng)物糞便輸送到供料倉(cāng)21內(nèi)；(2)啟動(dòng)排送風(fēng)機(jī)75 ;啟動(dòng)除塵設(shè)備I ;(3)將蒸汽鍋爐20內(nèi)加軟化水至規(guī)定的水位；(4)啟動(dòng)空氣壓縮機(jī)33向壓縮空氣罐24內(nèi)充氣；(5)向混合氣凈化處理設(shè)備72送水；(6)將壓縮空氣三通閥28開(kāi)至物料輸送管道23連通，將蒸汽煙氣三通閥29開(kāi)至物料輸送管道23連通；(7)上述工作準(zhǔn)備就緒后，啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置77，使加熱滾筒62從混合氣凈化處理設(shè)備72 —端看,按順時(shí)針?lè)较蛞?r/min速度運(yùn)轉(zhuǎn)；(8)啟動(dòng)物料輸送設(shè)備22，將進(jìn)料倉(cāng)21內(nèi)的動(dòng)物糞便通過(guò)物料輸送管道23、壓縮空氣三通閥28、蒸汽煙氣三通閥29、旋轉(zhuǎn)接頭44、內(nèi)輸送管45進(jìn)入加熱滾筒內(nèi)。當(dāng)動(dòng)物糞便輸送完后，將壓縮空氣三通閥28旋轉(zhuǎn)至壓縮空氣罐24的出氣口與旋轉(zhuǎn)接頭44 一側(cè)的物料輸送管道23連通，開(kāi)啟出氣閥25，將旋轉(zhuǎn)接頭44 一側(cè)的物料輸送管道23中的動(dòng)物糞便吹到加熱滾筒62中，然后關(guān)閉出氣閥25。將加熱滾筒62的轉(zhuǎn)速調(diào)至I 2r/min速度運(yùn)轉(zhuǎn)。(9)向電力轉(zhuǎn)換裝置81送電。通過(guò)電力轉(zhuǎn)換裝置81內(nèi)的電子線(xiàn)路板組成部分產(chǎn)生高頻電流，由整流電路將50HZ/60HZ的交流電變成直流電壓，再經(jīng)過(guò)控制電路將直流電壓轉(zhuǎn)換成高頻電流，通過(guò)電磁線(xiàn)圈82形成高頻交變磁場(chǎng)，當(dāng)磁場(chǎng)內(nèi)的磁力線(xiàn)通過(guò)加熱滾筒62的加熱部位金屬體內(nèi)產(chǎn)生交變的電流(即渦流)，渦流使加熱滾筒62鐵分子高速無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，分子互相碰撞、摩擦而產(chǎn)生熱能使加熱滾筒62本身自行高速發(fā)熱迅速升溫，并將加熱滾筒62所產(chǎn)生的熱能傳到給加熱滾筒62內(nèi)的動(dòng)物糞便。(10)在加熱滾筒62中的動(dòng)物糞便在翻導(dǎo)料板63的作用下不斷翻動(dòng)、加熱。當(dāng)加熱室61的溫度升高到200 250°C時(shí)，加熱滾筒62內(nèi)動(dòng)物糞便中的水分開(kāi)始蒸發(fā)，生成水蒸汽。當(dāng)加熱室61的溫度升高到500 650°C時(shí)，加熱滾筒62內(nèi)的有機(jī)廢棄物中的有機(jī)物開(kāi)始分解、氣化，生成含有甲烷、乙烷、一氧化碳等可燃成分的氣體。(11)加熱滾筒62中水蒸汽和含有可燃成分的氣體形成的混合汽體在排送風(fēng)機(jī)的作用下，通過(guò)排氣管64、旋轉(zhuǎn)接頭68、混合氣管70，進(jìn)入混合汽凈化處理設(shè)備中?；旌掀麅艋幚碓O(shè)備為公知產(chǎn)品-噴淋塔。在混合汽凈化處理設(shè)備內(nèi)混合汽中的水分經(jīng)過(guò)噴淋處理后成為冷凝水，通過(guò)混合汽凈化處理設(shè)備的排水口 74排出?；旌掀屑淄椤⒁彝榈瓤扇?xì)怏w通過(guò)混合汽進(jìn)化處理設(shè)備的可燃?xì)獬隹?71、排送風(fēng)機(jī)75、可燃?xì)夤艿?8輸送到蒸汽鍋爐20的甲烷氣燃燒器19。(12)由于有機(jī)廢棄物熱解過(guò)程中產(chǎn)生的甲烷氣不穩(wěn)定，因此蒸汽鍋爐需要用天然氣燃燒器來(lái)保持爐膛內(nèi)始終有火源，為甲烷氣點(diǎn)火，保證甲烷氣體在蒸汽鍋爐爐膛內(nèi)能夠安全、可靠地燃燒，避免斷火、爆燃等。當(dāng)產(chǎn)生的可燃?xì)怏w熱量不足時(shí)，由天然氣燃燒器進(jìn)行補(bǔ)充，保證活化時(shí)有足夠的蒸汽和煙氣。(13)當(dāng)加熱室61的溫度達(dá)到650 750°C時(shí)，將蒸汽煙氣三通閥旋轉(zhuǎn)至蒸汽煙氣混合氣出口 43與旋轉(zhuǎn)接頭44 一側(cè)的物料輸送管道連通；將煙 97上的閥門(mén)50調(diào)小，打開(kāi)蓄熱罐7的蒸汽閥門(mén)5。蒸汽通過(guò)蒸汽管道101、蒸汽壓力平衡閥99、蒸汽流量計(jì)100、蒸汽入口 31進(jìn)入蒸汽煙氣混合設(shè)備32。輸入蒸汽的數(shù)量與加熱滾筒62內(nèi)的碳的比例為500 700m3 U。在蒸汽流過(guò)文丘里管時(shí)產(chǎn)生的負(fù)壓作用下，煙氣從煙氣進(jìn)口 30進(jìn)入蒸汽煙氣混合設(shè)備32。蒸汽煙氣混合設(shè)備32蒸汽入口 31與煙氣進(jìn)口 30的口徑比例為I : 2。蒸汽和煙氣在文丘里管內(nèi)混合后從蒸汽煙氣混合氣出口 43、旋轉(zhuǎn)接頭44、內(nèi)輸送管道45進(jìn)入加熱滾筒內(nèi)，對(duì)有機(jī)廢棄物熱解生成的碳進(jìn)行活化，增加碳的孔隙。蒸汽煙氣混合氣輸入15 30分鐘后，首先關(guān)閉電力轉(zhuǎn)換裝置81的電源。當(dāng)加熱室61內(nèi)的溫度降低至600 700°C時(shí)關(guān)閉蒸汽閥5。(14)當(dāng)加熱室61內(nèi)的溫度降到200 300°C時(shí)，首先停止加熱滾筒62轉(zhuǎn)動(dòng)，然后變更加熱滾筒62轉(zhuǎn)動(dòng)方向，使加熱滾筒62從混合氣凈化處理設(shè)備72 —端看，按反時(shí)針?lè)较蛞?r/min速度運(yùn)轉(zhuǎn)。加熱滾筒62中碳在翻導(dǎo)料板63的作用下，被推到加熱滾筒62的后端，進(jìn)入排料板84 ;在排料板84的作用下，碳進(jìn)入出料滾筒47 ;在出料滾筒47內(nèi)的螺旋導(dǎo)料板41的作用下，進(jìn)入出料室46，堆積在出料室46的底部，當(dāng)出料室46的放料口 39每次轉(zhuǎn)到下面，出料室46的放料口 39朝下時(shí)，蓋38由于重力的作用向下打開(kāi)，出料室46底部的碳從放料口 39被放出，進(jìn)入出料倉(cāng)37內(nèi)，再?gòu)某隽蟼}(cāng)37下面的出料口 36排出。(15)當(dāng)加熱滾筒62運(yùn)行或出料時(shí)，會(huì)有少量的粉塵從加熱滾筒62、出料滾筒47、、出料室46的放料口 39進(jìn)入出料倉(cāng)37內(nèi)，再?gòu)某隽蠞L筒47與出料倉(cāng)37之間的密封處泄露到出料間51。泄露到出料間51內(nèi)的粉塵將通過(guò)除塵口 53、除塵風(fēng)管58、除塵管道3進(jìn)入除塵器2。泄露到出料間51內(nèi)較重的粉塵通過(guò)出料間51下面的排渣口 87落到排渣室96內(nèi)的排渣箱35中。
(16)在運(yùn)行過(guò)程中，如果電氣設(shè)備間83或電磁線(xiàn)圈82的溫度高時(shí)，啟動(dòng)排風(fēng)機(jī)96進(jìn)行散熱。
權(quán)利要求
1.一種將有機(jī)廢棄物熱解、碳化、活化的方法，主要步驟包括 1)將需要處理的有機(jī)廢棄物輸送到可旋轉(zhuǎn)的不銹鋼材質(zhì)的加熱設(shè)備中； 2)向電磁線(xiàn)圈通電，利用電磁線(xiàn)圈產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)對(duì)加熱設(shè)備中的有機(jī)廢棄物進(jìn)行翻動(dòng)加熱處理； 3)將有機(jī)廢棄物加熱生成的水蒸汽冷凝成冷凝水，可燃?xì)怏w輸送到蒸汽鍋爐的燃燒器； 4)繼續(xù)加熱，導(dǎo)入蒸汽和煙氣對(duì)有機(jī)廢棄物熱解生成的碳進(jìn)行活化以增加碳的孔隙； 5)停止加熱,排出碳； 6)重復(fù)步驟I至步驟5。
2.一種用于有機(jī)廢棄物熱解、碳化、活化的裝置，其中主要包括 一加熱室，該加熱室內(nèi)軸向安裝一導(dǎo)磁且能耐1000°C的金屬材料制成的加熱滾筒，該加熱滾筒的外壁與加熱室的頂部及兩側(cè)內(nèi)壁設(shè)有一間距，加熱滾筒內(nèi)壁安裝有多排翻導(dǎo)料板，每?jī)膳欧蠈?dǎo)料板之間設(shè)有間距；每排翻料導(dǎo)料板由多塊翻導(dǎo)料板組成，每塊翻料導(dǎo)料板由一個(gè)平面和一個(gè)斜面三角形組成，每排翻導(dǎo)料板的平面為水平排列，三角形的尖端朝向加熱滾筒的出料口； 至少一組產(chǎn)生交變磁場(chǎng)的電磁線(xiàn)圈，呈半圓弧狀，安裝在加熱滾筒底部，電磁線(xiàn)圈與加熱滾筒底部的外壁之間設(shè)有工作間隙；電磁線(xiàn)圈電性連接產(chǎn)生交變電流的電力轉(zhuǎn)換裝置； 加熱滾筒的一端為錐形筒體，該錐形筒體內(nèi)有排料板；加熱滾筒的錐形筒體與出料滾筒的一端連接。
出料滾筒內(nèi)設(shè)有螺旋導(dǎo)料板。該出料滾筒的另一端穿過(guò)托輥室和出料間伸入到出料倉(cāng)內(nèi)與出料室連接，該出料室與出料滾筒垂直的一側(cè)開(kāi)設(shè)有放料口，該放料口上安裝有放料口蓋；該出料倉(cāng)下部設(shè)有出料口 ； 一輸送物料的內(nèi)輸送管，自出料倉(cāng)外側(cè)壁軸向地插設(shè)在出料滾筒內(nèi)，該內(nèi)輸送管的出料管口延伸至加熱滾筒內(nèi)，該內(nèi)輸送管與出料滾筒的內(nèi)壁之間的空隙為出料通道；該內(nèi)輸送管的進(jìn)料管口通過(guò)旋轉(zhuǎn)接頭分別連接物料輸送裝置、蒸汽、煙氣和壓縮空氣；該物料輸送裝置上方有進(jìn)料倉(cāng)； 加熱滾筒的另一端與驅(qū)動(dòng)滾筒連接，驅(qū)動(dòng)滾筒整體設(shè)于驅(qū)動(dòng)設(shè)備間內(nèi)，驅(qū)動(dòng)設(shè)備間內(nèi)安裝驅(qū)動(dòng)裝置，由該驅(qū)動(dòng)裝置中的電機(jī)驅(qū)動(dòng)加熱滾筒的正反向轉(zhuǎn)動(dòng)； 一排汽管，軸向地插設(shè)在驅(qū)動(dòng)滾筒內(nèi)，一端連接在加熱滾筒上，另一端連接混合汽凈化處理裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，加熱室的兩端側(cè)壁和頂部設(shè)有隔熱保溫材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，電磁線(xiàn)圈的上表面復(fù)蓋一層陶瓷板。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，出料間和與托輥室之間設(shè)有一隔板；出料間頂部設(shè)有出料間除塵口，該出料間除塵口上方連接一除塵風(fēng)管，該除塵風(fēng)管與除塵器相連接；出料間底部設(shè)有排料口 ；出料間下端對(duì)應(yīng)一排料箱。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，托輥室內(nèi)設(shè)有支撐出料滾筒的托輥；出料滾筒外面設(shè)有托圈，該托圈支撐在托輥上；該出料滾筒外面包覆有隔熱保溫材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，驅(qū)動(dòng)設(shè)備間內(nèi)安裝有驅(qū)動(dòng)滾筒的托輥，驅(qū)動(dòng)滾筒外部安裝有托圈和驅(qū)動(dòng)齒輪，該托圈支撐在托輥上，該驅(qū)動(dòng)齒輪與驅(qū)動(dòng)裝置的小齒輪咬合；該驅(qū)動(dòng)滾筒外面包覆有隔熱保溫材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，電力轉(zhuǎn)換裝置整體安裝在一電氣設(shè)備間內(nèi)，該電氣設(shè)備間兩側(cè)設(shè)有多個(gè)通風(fēng)格柵門(mén)，其中一側(cè)的通風(fēng)格柵門(mén)內(nèi)安裝有起散熱作用的排風(fēng)機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，驅(qū)動(dòng)設(shè)備間的頂部設(shè)有驅(qū)動(dòng)設(shè)備間除塵口，驅(qū)動(dòng)設(shè)備間除塵口上方與除塵風(fēng)管連接，該除塵風(fēng)管與除塵器相連接；驅(qū)動(dòng)設(shè)備間外側(cè)面兩側(cè)有金屬門(mén)，金屬門(mén)的下部有通風(fēng)格柵。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，排汽管連接加熱滾筒的一端直徑大于連接混合汽凈化處理裝置一端的直徑；該排汽管通過(guò)設(shè)置在驅(qū)動(dòng)設(shè)備間外側(cè)端板的排汽管旋轉(zhuǎn)接頭與混合汽凈化處理裝置連接； 內(nèi)輸送管的出料管口一端的直徑大于進(jìn)料管口一端的直徑。
全文摘要
一種將有機(jī)廢棄物熱解、碳化、活化的方法1)將需要處理的有機(jī)廢棄物輸送到可旋轉(zhuǎn)的不銹鋼材質(zhì)的加熱設(shè)備中；2)向電磁線(xiàn)圈通電，利用電磁線(xiàn)圈產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)對(duì)加熱設(shè)備中的有機(jī)廢棄物進(jìn)行翻動(dòng)加熱處理；3)將有機(jī)廢棄物加熱生成的水蒸汽冷凝成冷凝水，可燃?xì)怏w輸送到蒸汽鍋爐的燃燒器；4)繼續(xù)加熱，導(dǎo)入蒸汽和煙氣對(duì)有機(jī)廢棄物熱解生成的碳進(jìn)行活化以增加碳的孔隙；5)停止加熱，排出碳；6)重復(fù)步驟1至步驟5。本發(fā)明還公開(kāi)了用于實(shí)現(xiàn)上述方法的裝置。
文檔編號(hào)C05F15/00GK102765973SQ201110112740
公開(kāi)日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2011年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月3日
發(fā)明者張大偉 申請(qǐng)人:密西西比國(guó)際水務(wù)有限公司, 張大偉