專利名稱：城市垃圾生產(chǎn)活性炭的方法及碳化爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種將城市生活垃圾中含碳物質(zhì)及有機(jī)廢棄物，用水蒸汽和可燃?xì)怏w的活化方法生產(chǎn)活性炭及其碳化爐，活性炭產(chǎn)品用于工業(yè)生產(chǎn)，化工及環(huán)境保護(hù)等方面的吸附劑和脫色劑。屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有對城市生活垃圾的處理方法有焚燒發(fā)電，高溫堆肥和衛(wèi)生填埋等，雖然改變了垃圾的形態(tài)，并向減量化，無害化和資原化方面發(fā)展，但沒有從根本上消除污染源，只是轉(zhuǎn)移和隱蔽了其中的危害點(diǎn)，而且經(jīng)濟(jì)效益也較低。已有技術(shù)中有一種相類似的城市垃圾的氣化方法及垃圾氣化爐，其專利號98111279.x，氣化爐在運(yùn)行時，爐內(nèi)所需氣化劑(空氣)是從上爐口進(jìn)入爐內(nèi)與垃圾成型燃料順方向向下氣化反應(yīng)，工藝簡便，操作安全衛(wèi)生無污染，由于進(jìn)入爐內(nèi)的垃圾成型燃料先經(jīng)爐內(nèi)上部高溫氧化處理后，生成高溫二氧化碳再被抽吸到下面的還原層被還原成一氧化碳等可燃?xì)怏w，并能同時使存在垃圾成型燃料中的各種有害可燃物成份受到爐內(nèi)高溫氧化處理，其環(huán)境效益較為理想，但存在的缺點(diǎn)是垃圾成型燃料與從上爐口進(jìn)入爐內(nèi)的氣化劑(空氣)在爐上部進(jìn)行高溫氧化反應(yīng)時使?fàn)t內(nèi)高溫氧化層下部的燃料因缺氧而形成還原層，由于還原層燃料中的碳未能得到充分氧化，當(dāng)上部產(chǎn)生的高溫二氧化碳被繼續(xù)抽吸到下面還原層時，即被還原成一氧化碳等可燃?xì)怏w。所以爐下部灰渣中的含碳量較高，而造成能源資源的極大損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用城市生活垃圾及有機(jī)廢棄物在碳化爐內(nèi)產(chǎn)出的熱量來生產(chǎn)活性炭，它是在碳化爐的中心部位設(shè)置一根轉(zhuǎn)動水冷管，在碳化爐的下部設(shè)有水蒸汽盤管，在還原層下部碳化層通入水蒸汽用來活化半焦?fàn)钐剂Ｉa(chǎn)活性炭(粗制品)。本發(fā)明的技術(shù)解決方案其工藝步驟依次為1、先將城市生活垃圾及有機(jī)廢棄物經(jīng)粗破后再經(jīng)風(fēng)選、篩選；2、除去垃圾有機(jī)廢棄物中的不可燃燒的無機(jī)物；3、將垃圾及有機(jī)廢棄物中的有機(jī)可燃物砌碎，破碎或粉碎，脫水，使其含水率達(dá)15-20％；4、用機(jī)械擠壓壓縮成塊料；5、將塊料加入碳化爐內(nèi)，它在爐內(nèi)干餾氧化反應(yīng)時除去揮發(fā)份中的重?zé)N及各種有害可燃物，生成高溫二氧化碳；6、高溫二氧化碳繼續(xù)抽吸到碳化爐內(nèi)干餾氧化層下面與還原層中被還原成一氧化碳等可燃?xì)怏w；7、一氧化碳等可燃?xì)怏w被繼續(xù)抽吸到還原層下部生成半焦?fàn)罡邷靥蓟瘜訒r與設(shè)置在爐內(nèi)下部水蒸汽盤管的水蒸汽混合，進(jìn)行活化半焦?fàn)罡邷靥蓟瘜又械奶忌a(chǎn)活性炭(粗制品)；8、將一氧化碳等可燃?xì)怏w被抽吸至爐外，用做碳化原料的烘干或燒鍋爐供熱和發(fā)電，經(jīng)增熱后也可供城市居民燒用。
城市垃圾生產(chǎn)活性炭的碳化爐，由上爐口、爐頂、爐體水夾套、爐內(nèi)耐火內(nèi)襯、水蒸汽盤管、爐下集料斗、階梯式爐箅、爐上部干餾氧化層、爐中部還原層、爐下部碳化層、爐底下部出料管口、爐體支撐柱組成，其中上爐口是設(shè)置在爐頂?shù)纳喜?，爐體水夾套設(shè)置在爐體支撐柱的上部，爐體水夾套的內(nèi)部設(shè)有爐內(nèi)耐火內(nèi)襯，爐中心位置設(shè)置一根轉(zhuǎn)動水冷管，在轉(zhuǎn)動水冷管的中端設(shè)有水冷攪拌器，轉(zhuǎn)動水冷管的下端與攪料刀相聯(lián)，攪料刀的下部設(shè)有階梯式爐箅，它與爐下部設(shè)置的爐下集料斗的上部相接，在爐下集料斗的中心設(shè)有可燃?xì)怏w抽吸管，可燃?xì)怏w抽吸管的下端設(shè)有可燃?xì)怏w出口管，可燃?xì)怏w抽吸管的中端外部設(shè)有爐下轉(zhuǎn)動套管，爐下轉(zhuǎn)動套管的上端設(shè)有刮料板，爐下轉(zhuǎn)動套管的下端與轉(zhuǎn)動齒輪相接，爐下集料斗的底部設(shè)有爐底出料管口，水蒸汽盤管設(shè)置在爐體下部碳化層的上部，并與爐體水夾套相接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)1、用城市生活垃圾及有機(jī)廢棄物為原料生產(chǎn)活性炭，用作工業(yè)、化工及環(huán)境保護(hù)等方面的吸附劑和脫色劑，將對城市垃圾處理實(shí)現(xiàn)減量化、無害化和資源化開拓出新的途徑，2、用城市生活垃圾及有機(jī)廢棄物為原料生產(chǎn)活性炭，不但能使城市垃圾處理實(shí)現(xiàn)減量化，將能為我國節(jié)省用于衛(wèi)生填埋垃圾時所需占用大量寶貴的土地資源。同時又能消除在用垃圾焚燒發(fā)電時所造成大氣污染的危害，將城市生活垃圾及有機(jī)廢棄物生產(chǎn)活性炭，對保護(hù)人類生態(tài)環(huán)境極為有利，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著，市場前景無限廣闊。3、將取之不盡的城市垃圾及有機(jī)廢棄物作為資源生產(chǎn)活性炭是環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的最佳方法，不但是保護(hù)環(huán)境又能為發(fā)展社會經(jīng)濟(jì)節(jié)省大量的能源資源，而且對土壤、大氣和地下水資源也能得到有效的環(huán)境保護(hù)，用本發(fā)明處置城市生活垃圾及有機(jī)廢棄物生產(chǎn)活性炭的方法是根治城市垃圾及有機(jī)廢棄物公害污染的最佳經(jīng)濟(jì)措施，將能促進(jìn)實(shí)現(xiàn)城市垃圾產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展起到極積的推動作用。4、碳化爐結(jié)構(gòu)簡單合理，制造、操作、使用方便。
附圖
是本發(fā)明城市垃圾及有機(jī)廢棄物碳化爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1為上爐口、2為爐頂、3為轉(zhuǎn)動水冷管、4為爐體水夾套、5為爐內(nèi)耐火內(nèi)襯、6為水冷攪拌器、7為水蒸汽盤管、8為攪料刀、9為爐下集料斗、10為爐底部刮料板、11為轉(zhuǎn)動齒輪、12為可燃?xì)怏w出口管、13為爐上部干餾氧化層、14為爐中部還原層、15為爐下部碳化層、16為階梯式爐箅、17為可燃?xì)怏w抽吸管、18為爐下轉(zhuǎn)動套管、19為爐底出料管口、20為爐體支撐柱。
下面描術(shù)本發(fā)明的技術(shù)原理和技術(shù)解決方案城市垃圾生產(chǎn)活性炭方法及碳化爐在運(yùn)行時是受設(shè)置在爐外羅茨風(fēng)機(jī)(或水環(huán)真空泵)抽吸爐內(nèi)可燃?xì)怏w時，使?fàn)t內(nèi)形成負(fù)壓狀態(tài)，同時受外部大氣壓的影響，使?fàn)t內(nèi)所需的氣化劑(空氣)從上爐口進(jìn)入爐內(nèi)自上而下經(jīng)干餾氧化層、還原層、碳化層，不斷的進(jìn)行氧化、還原和碳化，爐內(nèi)生成的可燃?xì)怏w由設(shè)置在碳化爐底部的可燃?xì)獬槲艹槲鰻t外，生產(chǎn)出的活性炭(粗制品)從設(shè)置在爐底部出料管口排出爐外的一種生產(chǎn)活性炭的方法。
本方法先將城市生活垃圾及有機(jī)廢棄物，經(jīng)粗破后用風(fēng)選或篩選除去城市垃圾及有機(jī)廢棄物中的無機(jī)物，而后將其砌碎或粉碎、除脫水份(烘干)。用機(jī)械擠壓壓縮成生產(chǎn)活性炭的成型原料，將其加入碳化爐內(nèi)，經(jīng)干餾高溫氧化反應(yīng)時除去揮發(fā)份中的重?zé)N及各種可燃有害物，使其生成高溫二氧化碳。在繼續(xù)被抽吸到氧化層下部因缺氧形成的還原層中被還原成一氧化碳等可燃?xì)怏w，并再被繼續(xù)抽吸到還原層下部(因缺氧未能充分氧化的)半焦?fàn)畹奶蓟瘜又信c設(shè)置在爐內(nèi)下部的水蒸汽盤管中的水蒸汽混合，進(jìn)行活化半焦?fàn)钐蓟瘜又械奶忌a(chǎn)活性炭(粗制品)，從爐底部出料管口排出爐外。經(jīng)用于活化活性炭后的一氧化碳等可燃?xì)怏w被抽吸到爐外，可用作城市生活垃圾及有機(jī)廢棄物在成型時的原料烘干或燒鍋爐供熱和發(fā)電，經(jīng)增熱后也可供居燒用。
實(shí)施例1選用城市垃圾及有機(jī)廢棄物生產(chǎn)活性炭的碳化爐，內(nèi)直徑2.4米，高6.8米，將城市生活垃圾及有機(jī)廢棄物經(jīng)粗破后用風(fēng)選、篩選除去其中廢金屬(銅、鐵等)和廢玻璃、碎磚、石等無機(jī)物，而后將其粉碎、再除脫水份(烘干)，用機(jī)械擠壓壓縮成塊狀原料，加入上述碳化爐內(nèi)，在爐內(nèi)上部1200℃左右的氧化層高溫下先進(jìn)行氣化反應(yīng)，經(jīng)氣化反應(yīng)后的一氧化碳等可燃?xì)怏w再被繼續(xù)抽吸到還原層下部半焦?fàn)罡邷靥蓟瘜又信c設(shè)置在該層的水蒸汽盤管中的水蒸汽混合活化該層的半焦?fàn)?900℃)高溫碳化層中的碳生產(chǎn)活性炭(粗制品)，經(jīng)用于活化后的一氧化碳等可燃?xì)怏w可用做氣體能源。
該爐每小時耗用垃圾及有機(jī)廢棄物成型原料1000Kg生產(chǎn)可燃?xì)怏w1500-2000m3，產(chǎn)出的可燃?xì)怏w熱值為4-5兆焦。并同時生產(chǎn)活性炭(粗制品)200-300Kg。
實(shí)施例2選用城市垃圾及有機(jī)廢物生產(chǎn)活性炭的碳化爐，內(nèi)直徑1.8米，高5.4米，將城市生活垃圾及有機(jī)廢棄物經(jīng)粗破后用風(fēng)選、篩選除去其中廢金屬(銅、鐵等)和廢玻璃、碎磚、石等無機(jī)物，而后將其粉碎、再除脫水份(烘干)用機(jī)械擠壓壓縮成塊狀原料，加入上述碳化爐內(nèi)，在爐內(nèi)上部1200℃左右的氧化層高溫下先進(jìn)行氣化反應(yīng)，經(jīng)氣化反應(yīng)后的一氧化碳等可燃?xì)怏w被繼續(xù)抽吸到還原層下部半焦?fàn)罡邷靥蓟瘜又信c設(shè)置在該層的水蒸汽盤管中的水蒸汽混合活化該層的半焦?fàn)?900℃)高溫碳化層中的碳生產(chǎn)活性炭(粗制品)，經(jīng)用于活化后的一氧化碳等可燃?xì)怏w可用做氣體能源。
該爐每小時耗用垃圾及有機(jī)廢棄物成型原料500Kg生產(chǎn)可燃?xì)怏w800-1000m3，產(chǎn)出的可燃?xì)怏w熱值為4-5兆焦。并同時生產(chǎn)活性碳(粗制品)100-150Kg。
實(shí)施例3選用城市垃圾及有機(jī)廢物生產(chǎn)活性炭的碳化爐，內(nèi)直徑1.2米，高4.6米，將城市生活垃圾及有機(jī)廢棄物經(jīng)粗破后用風(fēng)選、篩選除去其中廢金屬(銅、鐵等)和廢玻璃、碎磚、石等無機(jī)物，而后將其粉碎、再除脫水份(烘干)用機(jī)械擠壓壓縮成塊狀原料，加入上述碳化爐內(nèi)，在爐內(nèi)上部1200℃左右的氧化層高溫下先進(jìn)行氣化反應(yīng)，經(jīng)氣化反應(yīng)后的一氧化碳等可燃?xì)怏w被繼續(xù)抽吸到還原層下部半焦?fàn)罡邷靥蓟瘜又信c設(shè)置在該層的蒸汽盤管中的水蒸汽混合活化該層的半焦?fàn)?900℃)高溫碳化層中的碳生產(chǎn)活性炭(粗制品)，經(jīng)用于活化后的一氧化碳等可燃?xì)怏w可用做氣體能源。
該爐每小時耗用垃圾及有機(jī)廢棄物成型原料200Kg生產(chǎn)可燃?xì)怏w300-400m3，產(chǎn)出的可燃?xì)怏w熱值為4-5兆焦。并同時生產(chǎn)活性炭(粗制品)40-60Kg。
權(quán)利要求
1.城市垃圾生產(chǎn)活性炭的方法，其工藝步驟依次為(1)先將城市生活垃圾及有機(jī)廢棄物經(jīng)粗破后再經(jīng)風(fēng)選、篩選；(2)、除去垃圾有機(jī)廢棄物中的不可燃燒的無機(jī)物；(3)、將垃圾及有機(jī)廢棄物中的有機(jī)可燃物砌碎，破碎或粉碎，脫水、使其含水率達(dá)15-20％；(4)、用機(jī)械擠壓壓縮成塊料；(5)、將塊料加入碳化爐內(nèi)，使其在爐內(nèi)干餾氧化反應(yīng)時除去揮發(fā)成份中的重?zé)N及各種有害可燃物，生成高溫二氧化碳；(6)、高溫二氧化碳繼續(xù)抽吸到碳化爐內(nèi)還原層中還原成一氧化碳等可燃?xì)怏w；(7)、一氧化碳等可燃?xì)怏w被繼續(xù)抽吸到還原層下部生成半焦?fàn)罡邷靥蓟瘜优c設(shè)置在爐內(nèi)下部水蒸汽盤管的水蒸汽混合，進(jìn)行活化半焦?fàn)罡邷靥蓟瘜又械奶忌a(chǎn)活性炭；(8)將一氧化碳等可燃?xì)怏w被抽吸至爐外，用做碳化原料的烘干或燒鍋爐供熱和發(fā)電，經(jīng)增熱后也可供城市居民燒用。
2.城市垃圾生產(chǎn)活性炭的碳化爐，其特征是由上爐口(1)、爐頂(2)、爐體水夾套(4)、爐內(nèi)耐火內(nèi)襯(5)、水蒸汽盤管(7)、爐下集料斗(9)、階梯式爐箅(16)、爐上部干餾氧化層(13)、爐中部還原層(14)、爐下部碳化層(15)、爐底下部出料管口(19)、爐體支撐柱(20)組成，其中上爐口(1)是設(shè)置在爐頂(2)的上部，爐體水夾套(4)設(shè)置在爐體支撐柱(20)的上部，爐體水夾套(4)的內(nèi)部設(shè)有爐內(nèi)耐火內(nèi)襯(5)，爐中心位置設(shè)置一根轉(zhuǎn)動水冷管(3)，在轉(zhuǎn)動水冷管(3)的中端設(shè)有水冷攪拌器(6)，轉(zhuǎn)動水冷管(3)的下端與攪料刀(8)相聯(lián)，攪料刀(8)的下部設(shè)有階梯式爐箅(16)，它與爐下部設(shè)置的爐下集料斗(9)的上部相接，在爐下集料斗(9)的中心設(shè)有可燃?xì)怏w抽吸管(17)，可燃?xì)怏w抽吸管(17)的下端設(shè)有可燃?xì)怏w出口管(12)，可燃?xì)怏w抽吸管(17)的中端外部設(shè)有爐下轉(zhuǎn)動套管(18)，爐下轉(zhuǎn)動套管(18)的上端設(shè)有刮料板(10)，爐下轉(zhuǎn)動套管(18)的下端與轉(zhuǎn)動齒輪(11)相接，爐下集料斗(9)的底部設(shè)有爐底出料管口(19)，水蒸汽盤管(7)設(shè)置在爐體下部碳化層(15)的上部，并與爐體水夾套(4)相接。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是一種城市垃圾生產(chǎn)活性炭的方法及碳化爐,工藝步驟依次為:粗破、風(fēng)選、篩選;除去不可燃燒的無機(jī)物;將有機(jī)可燃物砌碎,破碎或粉碎,脫水;用機(jī)械擠壓壓縮成塊料;加入碳化爐干餾氧化反應(yīng),除去揮發(fā)份中的重?zé)N及各種有害可燃物,生成高溫二氧化碳;還原成一氧化碳等可燃?xì)怏w;生成半焦?fàn)罡邷靥蓟瘜优c設(shè)置在爐內(nèi)下部水蒸汽盤管的水蒸汽混合,進(jìn)行活化半焦?fàn)罡邷靥蓟瘜又械奶忌a(chǎn)活性炭;一氧化碳等可燃?xì)怏w被抽吸至爐外,用做碳化原料的烘干或燒鍋爐供熱和發(fā)電,經(jīng)增熱后也可供城市居民燒用。優(yōu)點(diǎn):1、活性炭產(chǎn)品可用于工業(yè)生產(chǎn),化工及環(huán)境保護(hù)等方面的吸附劑和脫色劑;2、為我國節(jié)省用于衛(wèi)生填埋垃圾時所需占用大量寶貴的土地資源,同時又能消除在用垃圾焚燒發(fā)電時所造成大氣污染的危害,3、保護(hù)環(huán)境又能為發(fā)展社會經(jīng)濟(jì)節(jié)省大量的能源資源;4、碳化爐結(jié)構(gòu)簡單合理,制造、操作、使用方便。
文檔編號C01B31/10GK1361058SQ02112598
公開日2002年7月31日 申請日期2002年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月28日
發(fā)明者韓璋鑫 申請人:韓璋鑫