光催化裂解分离装置的制作方法

本实用新型涉及一种分离装置，特别是涉及一种光催化裂解分离装置，可将固体有机废弃物断裂化学键分解成有机小分子气态和液态产物。

背景技术：
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垃圾是放错地方的可利用资源，是地球上唯一一种不断增长、永不枯竭的资源。人类每天都在制造垃圾，据统计：在我国平均每人每年要丢弃440公斤的垃圾。到2015年为止，我国仅生活垃圾的总量已超过86亿吨，况且仍以每年6～7亿吨的生活垃圾量递增。生活垃圾填埋占地面积已接近100万亩，绝大多数城市都出现过垃圾围城现象。一方面，由于塑料、橡胶、树脂等比重轻、体积大的人造有机制品的剧增，造成了垃圾填埋场容量不足的巨大压力；另一方面，我国人口众多、垃圾分类收集难以实现，造成垃圾成分复杂、处理难度大。因此，将垃圾一烧了之的方法就出现了，垃圾焚烧处理就成了垃圾减容、减量的一种无奈之举。垃圾焚烧发电项目也由此而生，成为了政府支持、百姓反对的两难发展困境。

人造有机高分子材料的诞生，的确给人类的物质生活带来了很多便利，改变了人类的生活习惯。但这些合成的有机大分子难以分解，对环境造成了严重污染，也影响城市周边地区的市容市貌，同时，对人类的生活造成了影响。由于人类合成的这些有机大分子很难处理，不得已采取一烧了之的焚烧方法。这种方法耗能巨大、后处理复杂、浪费了资源，而且还会产生世纪之毒----二噁英。物质是不灭的，有机废弃物焚烧减量化的结果，就是将这种固体废弃物变成空气污染物的一种污染物转移过程。虽然说政府支持垃圾焚烧发电项目，但对垃圾这种废弃物直接发电效率很低。因为垃圾成分复杂，各种有机物和无机物都可能存在，高温必然引起各种吸热化学反应产生做无用功；垃圾中不能燃烧的无机物也需吸热升温消耗大量热量做无用功；混杂无机物的有机物也因与空气接触面积减少而不能完全燃烧做无用功等等，这些都是垃圾才具有的特点，无效能耗太高、有用功太低。因此，无论焚烧炉如何改进，都不可能使垃圾发电量得到提高。尤其是垃圾中若含有大量的卤代烷烃，焚烧将会产生二噁英类剧毒产物。虽说人类研究也发现二噁英类剧毒产物在800℃以上的温度下能够完全分解，可是分解反应需要一定时间才能够完全反应。如果垃圾焚烧不经过二次燃烧解决垃圾一次焚烧所形成的反应产物，排放出的烟气中必然含有大量二噁英。这样一来，不仅造成了设备上的成本大大提高，而且还必须消耗一部分天然气进行助燃，无疑必须增加几道工序。因此可见，垃圾焚烧发电即使技术再先进、工艺再成熟，它都不可避免会存在燃烧不完全、热值消耗大、产生二噁英隐患、发电成本高等缺点。

技术实现要素：
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本实用新型所要解决的技术问题是：针对垃圾综合利用所存在的困难和问题，提供一种可有效将垃圾中有机物与无机物进行分离的光催化裂解分离装置，可将固体有机废弃物断裂化学键分解成有机小分子气态和液态产物，分离出的气态产物可生产清洁燃料，液态产物可生产燃料油和有机化工原料，而固体无机物经过浓缩和精制，再通过磁选、重选、浮选，可形成再利用的无机矿产。

本实用新型为解决技术问题所采取的技术方案是：

一种光催化裂解分离装置，包括光催化裂解炉、分离罐、换热器和水封罐，还包括依次连接的密闭进料仓、螺旋挤压进料机、第一氮气吹扫阀、进料控制阀；所述光催化裂解炉上设置有顶部观察视镜、底部固体出料观察视镜、裂解炉本体温度计和固体反应物排放阀；在所述光催化裂解炉至所述分离罐之间的管道上设置有温度计、管道视镜和第一压力计；在所述分离罐底部设置有底部排液阀；在所述分离罐至所述换热器之间的管道上设置有第一温度计和第二压力计；在所述换热器上设置有低位排液阀，在换热器与供水装置的管道上设置有冷却水进水控制阀，在换热器与循环水回收装置的管道上设置有冷却水出水控制阀；在所述换热器至所述水封罐之间的管道上设置有第一排净阀、第二温度计和第三压力计；所述水封罐上设置有第二排净阀、水封和进液阀；在氮气供应装置与所述水封罐之间的连接管线上设置有第二氮气吹扫阀、止逆阀、流量计、控制阀和取样阀。

所述的密闭进料仓和螺旋挤压进料机在进料过程中保持密闭状态；所述的第一氮气吹扫阀和第二氮气吹扫阀在反应开始和结束时对装置进行彻底吹扫置换。

所述光催化裂解炉的动力源为电磁波，或者为机械波。

所述的电磁波为光波、微波、无线电波；所述的机械波为声波、超声波、次声波。

本实用新型通过将固体有机废弃物断裂化学键分解成有机小分子气态和液态产物，分离出的气态产物可生产清洁燃料，液态产物可生产燃料油和有机化工原料，而固体无机物经过浓缩和精制，再通过磁选、重选、浮选，可形成再利用的无机矿产。

本实用新型可处理固体有机废弃物的种类包括有医疗垃圾、生活垃圾、农作物秸秆、死猪肉、死鸡、死鸭禽类等，产生的裂解气体是沸点在400℃以下的有机混合蒸汽，经水冷却后大部分以液体状态收集，少部分不可冷凝气体通过气柜来收集；裂解产生的固态有机物，采用余热回收方法将其热量利用，降至室温的固态，所得固体可进行热值分析、测试出其热值，若热值较高可作为固体燃料代替燃煤，也可以分析其元素含量，确定磁选、重选或浮选，提高固体的附加值。

本实用新型既能实现垃圾减容减量的无害化处理，又能充分利用垃圾中的有机物，将其生成清洁燃气、燃料油或有机原料，降低了生产成本，减少了后处理工序，重要的是不会产生二噁英类剧毒物品。

附图说明：

图1为本实用新型的结构原理示意图。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的解释和说明：

实施例：一种光催化裂解分离装置，包括光催化裂解炉31、分离罐9、换热器12和水封罐23，还包括依次连接的密闭进料仓1、螺旋挤压进料机2、第一氮气吹扫阀3、进料控制阀4；在光催化裂解炉31上设置有顶部观察视镜5、底部固体出料观察视镜30、裂解炉本体温度计29和固体反应物排放阀32；在光催化裂解炉31至分离罐9之间的管道上设置有温度计6、管道视镜7和第一压力计8；在分离罐9底部设置有底部排液阀28；在分离罐9至换热器12之间的管道上设置有第一温度计10和第二压力计11；在换热器12上设置有低位排液阀13，在换热器2与供水装置34的管道上设置有冷却水进水控制阀26，在换热器12与循环水回收装置25的管道上设置有冷却水出水控制阀27；在换热器12至水封罐23之间的管道上设置有第一排净阀14、第二温度计15和第三压力计16；在水封罐23上设置有第二排净阀24、水封25和进液阀22；在氮气供应装置33与水封罐23之间的连接管线上设置有第二氮气吹扫阀17、止逆阀18、流量计29、控制阀20和取样阀21。

其中：密闭进料仓1和螺旋挤压进料机2在进料过程中保持密闭状态；第一氮气吹扫阀3和第二氮气吹扫阀17在反应开始和结束时对装置进行彻底吹扫置换。

光催化裂解炉31的动力源为电磁波，或者为机械波；电磁波为光波、微波、无线电波；机械波声波、超声波、次声波。

本实用新型通过将固体有机废弃物断裂化学键分解成有机小分子气态和液态产物，分离出的气态产物可生产清洁燃料，液态产物可生产燃料油和有机化工原料，而固体无机物经过浓缩和精制，再通过磁选、重选、浮选，可形成再利用的无机矿产，降低了生产成本，减少了后处理工序，重要的是不会产生二噁英类剧毒物品。