分离装置连接的储油管路与储水管路。所述储油管路分别连接至加热装置7、过热蒸汽发生器12及蒸汽锅炉U。所述储油管路中设置油品加工装置17及储油装置19。所述储水管路连接至蒸汽锅炉U。所述储水管路中设置储水装置16及水净化装置18。
[0031]优选方案中，碳化装置3与还与干燥设备10连接，有机物进行碳化前经干燥设备10进行脱水或干燥。水蒸汽出口 2与分离装置14之间设置催化装置20与换热装置13，催化装置20用于将大分子链有机物进行催化裂解，换热装置13与软化水存储装置连接，用软化水与反应气体进行换热。
[0032]本实施例中采用一种利用气体循环加热的碳化方法进行碳化的实施过程如下: 原料进入干燥设备10，干燥设备10可以是单纯的降低物料含水率的干燥设备，也可以是具有造粒功能的设备，经干燥后的原料进入碳化设备3，产生水蒸气用的水进入蒸汽锅炉11，产生的水蒸汽由蒸汽锅炉11进入过热蒸汽发生器12，蒸汽锅炉11和过热蒸汽发生器12可分别设置也可一体化设置，过热蒸汽发生器12产生的过热水蒸气从过热水蒸气入口 I进入碳化设备3，对物料4进行放热。
[0033]对物料4进行放热后的后的蒸汽中的一部分通过除尘器5经水蒸气出口2排出，另一部分水蒸气在压缩机9的作用下通过除尘器5通过吸气管6进入加热设备7，所述压缩机9可为带有风扇、栗等装置的任何设备。在加热设备7中水蒸气的温度得到提升，升温后的水蒸气经喷气管8进入碳化设备3中的物料4中，水蒸气对物料进行放热，对物料4进行放热后的水蒸气对物料4进行放热后的后的蒸汽中的一部分通过除尘器5经水蒸气出口2排出，另一部分水蒸气在压缩机9的作用下通过除尘器5通过吸气管6进入加热设备7，在加热设备7中水蒸气的温度得到提升，升温后的水蒸气经喷气管8进入碳化设备3中的物料4中，水蒸气对物料进行放热达到物料4碳化的目的。
[0034]通过上述步骤，在对物料进行加热的同时，经喷气管8进入碳化设备3中的物料4中的水蒸气与物料4反应生成氢、一氧化碳、烷烃类气体，反应生成的氢、一氧化碳、烷烃类气体与水蒸气形成混合气体，在碳化设备3内部的上部空间一部分混合气体在压缩机9的作用下通过除尘器5通过吸气管6进入加热设备7进行加热，参与对物料4的加热，另一部分混合气体通过除尘器5经水蒸气出口 2排出，进入催化装置20，催化装置20中放置触媒，对混合气体进行催化，软化水进入换热装置13，催化装置20排出的混合气体进入换热装置13，与软化水进行换热，混合气体换热后得到可利用的氢、一氧化碳、烷烃类气体和少量液体，软化水换热后得到高温的水或水蒸气，冷却得到的的氢、一氧化碳、烷烃类气体和少量液体进入分离装置(气液分离装置与油水分离装置)14分离，得到气体、水和油类，得到的气体为气体组成大致为:CO为10%-40、H为20%-80%，C02为0.5%-10%，烷烃类气体为1%_15%。
[0035]上述气体进入储气装置15储存，储存的气体可以提供给本设备以外的燃烧器当作燃料使用，也可以直接当作商品销售，也可以分成C02、H，C0，烷烃类气体分别进行销售，也可以深加工成如乙烯、丙烯、异丁醇或清洁汽柴油等产品。
[0036]储存的气体也可以作为设备自身的燃料使用，由储气装置15进入蒸汽锅炉11或/和过热蒸汽发生器12或/和加热设备7，为设备提供能源，实现设备的能源自我提供功能，
软化水换热后得到高温的水或水蒸气由换热装置13进入蒸汽锅炉11或/和过热蒸汽发生器12，实现热量回收，提供设备热效率。
[0037]分离装置(气液分离装置与油水分离装置)14分离得到的水进入储水装置16，然后进入水净化装置18进行净化;或直接进入水净化装置18进行净化处理。净化处理后的水可以排放或循环利用。
[0038]分离装置(气液分离装置与油水分离装置)14分离得到的油进入油品加工装置17进行处理，处理后的油进入储油装置19储存，油可以提供给本设备以外的燃烧器当作燃料使用，也可以当作商品销售，也可以进入蒸汽锅炉11或/和过热蒸汽发生器12或/和加热设备7，为设备提供能源，实现设备的能源自我提供功能。碳化后的物料4由碳化设备3排出，的得到成品碳化物，碳化物可以提供给本设备以外的燃烧器当作燃料使用，也可以作为产品销售，一部分也可作为蒸汽锅炉11或/和过热蒸汽发生器12或/和加热设备7的燃料使用，实现设备的能源自我提供。
[0039]一部分碳化物可以作为水净化装置18的吸附剂使用，使当作吸附剂使用后的碳化物可以当作垃圾处理，也可以和物料4 一起进入碳化设备3进行碳化，实现资源的循环使用。
[0040]本实施例中，加热设备7、蒸汽锅炉11、过热蒸汽发生器12中产生的烟气可循环导入干燥装置10中进行换热;本实施例中的整套系统由自动化系统控制，操作方式可选择连续加料生产模式或间歇式加热、半连续式生产模式。
[0041]加热设备7、蒸汽锅炉11、过热蒸汽发生器12中的加热可使用其如煤炭、油、生物质能源等其他燃料进行加热，或采用非燃烧加热方式进行加热，如电加热、等离子加热、热栗加热、地热、磁加热、太阳能加热等方式。
[0042]实施例3:
本实施例采用的方案的结构参照图3，与实施例2的不同之处在于，在方案3所述流程中，产出物中因几乎不含油，所以设备不需要油水分离装置、油品加工装置、储油装置。
[0043]所述加热设备先将气体加热至150°C?300°C，对物料进行预热处理，循环反应0.1?24小时(根据物料量的多少和物料在碳化装置内的运动方向不同反应时间而不同)后，所述加热设备将气体加热至700°C?1700°C对物料进行加热碳化，循环反应0.1?48小时(根据物料量的多少和物料在碳化装置内的运动方向不同反应时间而不同)；或所述加热设备直接将气体加热至7000C?1700°C对物料进行加热碳化，循环反应0.1?72小时(根据物料量的多少和物料在碳化装置内的运动方向不同反应时间而不同)。在700 °C?1700 °C温度下，物料迅速碳化并放出H和烷烃类气体，同时和气体中的水蒸气进行反应，生成以H和CO为主的气体;所述H和CO和烷烃类气体的产出量可达物料量(不包含物料中的水分)的65%-95%，活性炭产出量为物料量(不包含物料中的水分)的5%-35%。
[0044]在上述反应进行的同时，可向碳化装置中通入氧气或空气或脱氮后的空气，与物料进行氧化反应，在物料内部释放出热量，加速其碳化进程。向碳化装置中通入氧气或脱氮空气或空气的方法可与上述循环加热的方法同时进行，也可以与其交替进行或单独进行。在采用此工艺时，所述H和CO和烷烃类气体的产出量可达物料量的60%-95%，C02产出量为物料的0.5%-5%、活性炭产出量为物料量的5%-35%。
[0045]在方案3所述流程中，产出物中因几乎不含油，所以设备可以不设置油水分离装置、油品加工装置、储油装置。
[0046]在本发明的实施例2及实施例3中，换热装置13及分离装置14产生的废水，可以调制成弱碱性溶液掺入到碳化前的物料中；或直接作为活性炭的赋活添加剂的溶剂，与赋活添加剂一起掺入到碳化前的物料中，优选将上述溶液导入干燥设备10中，以提高所得碳化制品的活性炭的比表面积。使整套系统实现废水的循环利用，实现零废水排放。
【主权项】
1.一种利用气体循环加热的碳化方法，其特征在于:包括如下步骤: S1:向装有待碳化物料的碳化装置中通入过热水蒸汽，参与物料的碳化反应； 52:将碳化装置中的气体导入加热设备进行再加热； 53:将加热后的气体重新注入碳化装置进行碳化； 54:步骤S2、S3循环进行至物料碳化； S5:将反应后的气体导出。2.根据权利要求1所述的一种利用气体循环加热的碳化方法，其特征在于:所述加热设备将气体加热至150 °C?1700 °C。3.根据权利要求1所述的一种利用气体循环加热的碳化方法，其特征在于:所述加热设备先将气体加热至150 °C?600 °C，使物料转化为炭，所述加热设备将气体加热至600 °C?17000C，使炭转化为活性炭，并产生可燃气体;或所述加热设备直接将气体加热至6000C?1700 0C，使物料直接转化为活性炭，并产生可燃气体。4.根据权利要求3所述的一种利用气体循环加热的碳化方法，其特征在于:步骤S5中，将反应后的气体经催化裂解、换热后进行气液分离，并将分离后的气、液循环利用。5.根据权利要求4所述的一种利用气体循环加热的碳化方法，其特征在于:进行气液分离后，将得到的可燃气体导入过热蒸汽发生器、蒸汽锅炉、加热设备中的一种或多种，作为加热燃料循环使用。6.根据权利要求4所述的一种利用气体循环加热的碳化方法，其特征在于:进行气液分离后，将得到的液体进行油水分离，并将得到的油、水循环利用。7.根据权利要求6所述的一种利用气体循环加热的碳化方法，其特征在于:进行油水分离后，将得到的油进行油品加工后导入过热蒸汽发生器、蒸汽锅炉、加热设备中的一种或多种，作为加热燃料循环使用。8.根据权利要求6所述的一种利用气体循环加热的碳化方法，其特征在于:将得到的水经净化处理后导入蒸汽锅炉作为原材料循环利用。9.根据权利要求1所述的一种利用气体循环加热的碳化方法，其特征在于:物料进入碳化装置前经过脱水干燥处理;步骤S5中，将反应后气体导出前进行除尘处理。10.根据权利要求1所述的一种利用气体循环加热的碳化方法，其特征在于:当碳化装置中的物料达到燃点后，向碳化装置中通入氧气或空气或脱氮空气，通过氧化反应加速其碳化进程。
【专利摘要】本发明提供一种利用气体循环加热的碳化方法，包括如下步骤：S1：向装有待碳化物料的碳化装置中通入过热水蒸汽，参与物料的碳化反应；S2：将碳化装置中的气体导入加热设备进行再加热；S3：将加热后的气体重新注入碳化装置进行碳化；S4：步骤S2、S3循环进行至物料充分碳化；S5：将反应后的气体导出与处理。本发明具有加热效率高，设备运行成本低、水资源消耗少、污染水处理成本低、压力和温度可调、处理过程不产生二恶英、采收的可燃气体比例高、被加热物可以产出比表面积较高的活性炭的优点。
【IPC分类】C10B57/10, C01B31/08, C10J3/60, C01B31/10, C10B53/00, C10B49/02, C10B53/02, C10B57/00, C10J3/84
【公开号】CN105694924
【申请号】CN201610147539
【发明人】石志宽, 石若溪, 石志聪, 其他发明人请求不公开姓名
【申请人】石晓岩
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2016年3月15日