有机危废的无害化资源化处理装置及其处理方法

摘要

本发明公开了一种有机危废的无害化资源化处理装置及其处理方法，属于固废处理领域。所述有机危废的无害化资源化处理装置，包括干燥炉、干馏活化炉及冷却缓存仓；其中，所述干燥炉的顶部设有原料入口，底部设有第一落料口；所述第一落料口与置于所述干馏活化炉顶端的入料口相连接；所述干馏活化炉的底部设有第二落料口，所述第二落料口与冷却缓存仓相连接；所述干燥炉及干馏活化炉均设置有气体热载体混流加热设备；本发明适用于处理粉状及高含水固废，处理彻底，固体废弃物对环境的危害基本为零，而且部分原料经处理后还可作为吸附剂使用，实现固体废弃物的资源化利用。

权利要求

1.一种有机危废的无害化资源化处理装置，其特征在于，包括依次连接的干燥炉、干馏活化炉及冷却缓存仓；其中，所述干燥炉的顶部设有原料入口，底部设有第一落料口；

所述第一落料口与置于所述干馏活化炉顶端的入料口相连接；

所述干馏活化炉的底部设有第二落料口，所述第二落料口与冷却缓存仓相连接；

所述干燥炉及干馏活化炉均设置有气体热载体混流加热设备，

所述气体热载体混流加热设备包括设置于炉体外侧的输送载气供应装置以及与炉体底部内侧相通的流化载气供应装置，所述输送载气供应装置使炉内的物料在载气的作用下向前移动至落料口自动进入后续装置中。

2.根据权利要求1所述的有机危废的无害化资源化处理装置，其特征在于，所述流化载气供应装置包括设置于所述干燥炉或干馏活化炉底部内侧的布气管及与所述布气管通过管道连接的燃烧器。

3.根据权利要求2所述的有机危废的无害化资源化处理装置，其特征在于，所述气体热载体混流加热设备中输送的载气为蒸汽或热解气，流化载气为蒸汽或燃烧器产生的烟气。

4.根据权利要求2所述的有机危废的无害化资源化处理装置，其特征在于，所述干燥炉的顶端设有第一出气口；所述冷却缓存仓的顶端设有第二出气口；所述干馏活化炉中负载有水蒸气吸附剂；所述第二出气口连接有气体净化装置，所述气体净化装置的出口通过管道与所述燃烧器相连接，所述气体净化装置的底部设置有回收装置。

5.一种利用权利要求1-4中任一项所述的有机危废的无害化资源化处理装置的有机危废的无害化资源化处理方法，其特征在于，包括：步骤1：将有机废料加入到干燥炉中，调节气体热载体混流加热设备的温度及流速，干燥废料；

步骤2：将步骤1所得的物料加入到干馏活化炉，调节气体热载体混流加热设备的温度及流速，脱除有机物；

步骤3：将步骤2所得的物料输送到冷却缓存仓，冷却即得多孔碳材料。

6.根据权利要求5所述的有机危废的无害化资源化处理方法，其特征在于，所述步骤1中，有机废料的粒度小于2mm，含水量小于50％，含油量小于30％；气体热载体混流加热设备中输送的载气温度为200℃-250℃，流速为2～2.3m/s；流化载气温度为200℃-300℃，流速为6.5-8m/s。

7.根据权利要求5所述的有机危废的无害化资源化处理方法，其特征在于，所述步骤2中，气体热载体混流加热设备中输送的载气温度为750℃-900℃，流速为2～2.3m/s；流化载气温度为750℃-900℃，流速为6.5-8m/s。

8.根据权利要求5所述的有机危废的无害化资源化处理方法，其特征在于，还包括步骤

4，对冷却缓存仓中的气体进行净化处理，重新回收利用。

9.权利要求5所述的有机危废的无害化资源化处理方法制备的多孔碳材料的应用，其特征在于，用于废水处理中所使用的吸附剂。

说明书

有机危废的无害化资源化处理装置及其处理方法

技术领域

[0001] 本发明涉及固废处理领域，特别是指一种有机危废的无害化资源化处理装置及其处理方法。

背景技术

[0002] 含油污泥等含有机物质的废弃物是一种含有矿物油、酚类化合物及重金属的复杂多项体系，其浸出液有较高毒性，直接排放会影响到作物生长的营养环境条件及其品质，长期堆积会造成地表植被的严重破坏，导致土壤和水源污染。

[0003] 该类废弃物由于含水高、有机物成分复杂、固体颗粒小、有一定粘稠性，导致无害化和资源化处置过程复杂，费用居高不下。

[0004] CN106630515A公开了一种含油污泥的处理系统及粉碎设备、处理方法。该设备包括进口筒体、粉碎筒体、对辊式撕碎机构、转轴式粉碎机构、高压喷水装置和第一刮油装置。该技术将多级粉碎、多级除油、高效粘油或萃取组合成油泥处理设备，可适用于不同油含量的含油污泥，尤其适用于油含量较低或乳化严重的含油污泥。但该工艺无法实现含油污泥固体产物的资源化利用，设备复杂，处理成本高。

[0005] CN106590804A公开了一种将含油污泥处理为燃料粉的设备，可对含油污泥处理和利用。整个过程无废气产生，避免二次污染；处理过程中仅需搅拌加破碎即可完成整体工艺过程，该设备制成的燃料粉可代替煤粉作为锅炉燃料使用。但该工艺过程有一定局限性，无法适应来源广泛、性质复杂的各类油基泥浆，燃料粉的热值难以控制。

[0006] CN106587552A一种含油污泥碳化处理方法，包括干燥、返混、热解等步骤。该工艺将干燥后的一部分干料返混至拌合机，另一部分干料去热解，返混的比例较高。此外，该方法所述碳化过程得到的黑炭利用价值低，处理成本高。

[0007] CN106336103A公开了一种含油污泥热解气化及气体净化装置，包括热解气化炉炉体和人工合成气净化装置。热解气化炉炉体分为两个仓，上仓体为干燥仓，下仓体为热解气化仓。热解气化炉的内表面喷涂高效催化剂，热散失率低于8％。该装置对含油污泥中有机物热解气化彻底，炉渣惰性无害。对生成的人工合成气进行净化处理，用于对热解气化炉加热，尾气排放量少，污染小。该工艺无法实现泥浆产品的资源化利用，且存在效率低、产品质量难以控制的问题。

[0008] CN106316024A一种含油污泥低温热解资源化的处理方法，在含油污泥中加入水、絮凝剂及生物质，高速搅拌后进行调制脱水；将调制脱水后的含油污泥与改性膨润土催化剂充分混合后放入管式炉中进行低温热解；热解产生的液体进行回收利用，气体进入气体回收装置燃烧或利用。该技术采用物理化学调质与热分解结合的方式，有效的处理了有害污泥，并实现了油品的回收。该方法所用的热量消耗大，装置复杂，处理量小，连续式运行有较高难度，技术不成熟。

[0009] 常规对废弃物的处理方法有焚烧工艺、物理萃取、生物处理法及常规热解技术，其中，焚烧工艺容易产生二噁英等二次污染物，同时存在运行成本高，残渣不能再利用等问题；物理萃取法的处理成本高，而且残渣难以满足当前环保标准；生物处理法占地面积大，处理能力低，工艺不成熟；现有热解技术中均无法处理粉状物料和高含水物料。

发明内容

[0010] 本发明要解决的技术问题是提供一种适合处理粉状物料和高含水物料的有机危废的无害化资源化处理装置及其处理方法。

[0011] 为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

[0012] 一方面，提供一种有机危废的无害化资源化处理装置，包括依次连接的干燥炉、干馏活化炉及冷却缓存仓；其中，

[0013] 所述干燥炉的顶部设有原料入口，底部设有第一落料口；

[0014] 所述第一落料口与置于所述干馏活化炉顶端的入料口相连接；

[0015] 所述干馏活化炉的底部设有第二落料口，所述第二落料口与冷却缓存仓相连接；

[0016] 所述干燥炉及干馏活化炉均设置有气体热载体混流加热设备，可以解决粉状废料处置过程中堵塞、气体阻力大的问题，原料可以直接入炉，无需预处理，可以降低处理费用。

[0017] 进一步的，所述气体热载体混流加热设备包括设置于炉体外侧的输送载气供应装置以及与炉体底部内侧相通的流化载气供应装置；输送载气供应装置可以使炉内的物料在载气的作用下向前移动至落料口自动进入后续装置中；流化载气供应装置供应的蒸汽或烟气中存在大量CO2，可以与炉内的残渣发生活化反应，生成具有吸附性能的多孔材料。

[0018] 进一步的，所述流化载气供应装置包括设置于所述干燥炉或干馏活化炉底部内侧的布气管及与所述布气管通过管道连接的燃烧器，流化载气供应装置可以使炉内的物料受上升气流的作用，使其处于流化状态，这样可以保证气固充分接触，大幅提高换热效率；避免物料粘壁和结团现象，处理更加彻底。

[0019] 进一步的，所述气体热载体混流加热设备中输送的载气为蒸汽或热解气，流化载气为蒸汽或燃烧器产生的烟气。

[0020] 进一步的，所述干燥炉的顶端设有第一出气口；所述冷却缓存仓的顶端设有第二出气口；所述干馏活化炉中负载有水蒸气吸附剂；适用于处理高含水有机废弃物；所述第二出气口连接有气体净化装置，所述气体净化装置的出口通过管道与所述燃烧器相连接，所述气体净化装置的底部设置有回收装置，完成干馏后的物料排入冷却缓存仓，冷却后外送；干馏过程中产生的有机气体和烟气一起排出炉外，进入气体净化冷凝系统，净化后的有机气体分别被送回干燥和干馏活化炉，用于重新利用。

[0021] 另一方面，本发明还提供一种有机危废的无害化资源化处理方法，包括：

[0022] 步骤1：将有机废料加入到干燥炉中，调节气体热载体混流加热设备的温度及流速，干燥废料；

[0023] 步骤2：将步骤1所得的物料加入到干馏活化炉，调节气体热载体混流加热设备的温度及流速，脱除有机物；

[0024] 步骤3：将步骤2所得的物料输送到冷却缓存仓，冷却即得多孔碳材料。

[0025] 其中，所述步骤1中，有机废料的粒度小于2mm，含水量小于50％，含油量小于30％；气体热载体混流加热设备中输送的载气温度为200℃-250℃，流速为2～2.3m/s；流化载气温度为200℃-300℃，流速为6.5-8m/s。

[0026] 其中，所述步骤2中，气体热载体混流加热设备中输送的载气温度为750℃-900℃，流速为2～2.3m/s；流化载气温度为750℃-900℃，流速为6.5-8m/s。

[0027] 进一步的，还包括步骤4，对冷却缓存仓中的气体进行净化处理，重新回收利用。

[0028] 再一方面，本发明还提供上述有机危废的无害化资源化处理方法制备的多孔碳材料的应用，用于废水处理中所使用的的吸附剂。

[0029] 本发明具有以下有益效果：

[0030] 1.干燥炉和干馏活化炉均采用气体热载体混流加热设备，解决了粉料处置过程中堵塞、气体阻力大等问题，原料可以是固体或者是粘稠液体，均可直接入炉，无需预处理，降低处理费用；

[0031] 2.有机危废的无害化资源化处理装置操作灵活，可根据物料的特性调整气体热载体混流加热设备中载气和流化载气的温度及流速；使物料在炉内处于流化状态，避免了物料粘壁和结团现象；

[0032] 3.热解气随热解残渣一起加入到干燥炉中，经过干馏活化处理，然后再进入净化冷却系统，最大限度降低管道堵塞的风险，延长设备的使用寿命；

[0033] 4.以含有机物的固体废弃物为原料，制备出可用于废水处理的专用吸附剂；热解产生的有机物随烟气一起进入净化冷却系统后变为可燃液体，最大限度回收资源。

附图说明

[0034] 图1为本发明的有机危废的无害化资源化处理装置结构示意图。

具体实施方式

[0035] 为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

[0036] 本发明针对现有技术中热解处理工艺处理粉状物料和高含水物固废成本高、工艺复杂的问题，提供一种有机危废的无害化资源化处理装置及其处理方法。

[0037] 实施例1

[0038] 有机危废的无害化资源化处理装置，如图1所示，包括依次连接的干燥炉2、干馏活化炉7及冷却缓存仓10；其中，

[0039] 干燥炉2的顶部设有原料入口1，底部设有第一落料口5；

[0040] 第一落料口5与置于干馏活化炉7顶端的入料口6相连接；

[0041] 干馏活化炉7的底部设有第二落料口9，第二落料口9与冷却缓存仓10相连接；

[0042] 干燥炉2及干馏活化炉7均设置有气体热载体混流加热设备。

[0043] 进一步的，气体热载体混流加热设备包括设置于炉体外侧的输送载气供应装置(4或8所示)以及与炉体底部内侧相通的流化载气供应装置。

[0044] 进一步的，流化载气供应装置包括设置于干燥炉2或干馏活化炉7底部内侧的布气管及与布气管通过管道连接的燃烧器(14或15)。

[0045] 进一步的，气体热载体混流加热设备中输送的载气为蒸汽或热解气，流化载气为蒸汽或燃烧器产生的烟气。

[0046] 进一步的，干燥炉2的顶端设有第一出气口3；冷却缓存仓10的顶端设有第二出气口11；干馏活化炉7中负载有水蒸气吸附剂，适于高含水的有机废弃物的处理。第二出气口11连接有气体净化装置12，气体净化装置12的出口通过管道与燃烧器14或15相连接，有机气体重新循环利用；气体净化装置12的底部设置有回收装置13，将设备中产生的液体回收。

[0047] 需要说明的是，对于本领域的技术人员来说，本发明中的干燥炉及干馏活化炉均可根据实际需求调整炉的大小规格，在不脱本发明所述原理之下，均应视为本发明的保护范围。

[0048] 本发明中，干燥炉和干馏活化炉均采用气体热载体混流加热设备，解决了粉料处置过程中堵塞、气体阻力大等问题，原料可直接入炉，无需预处理，降低处理费用；此外，输送载气供应装置可以使炉内的物料在载气的作用下向前移动至落料口自动进入后续装置中；流化载气供应装置蒸汽或烟气中的CO2与炉内的残渣发生活化反应，生成具有吸附性能的多孔材料；再者，热解气随热解残渣一起加入到干燥炉中，经过干馏活化处理，然后再进入净化冷却系统，最大限度降低管道堵塞的风险，延长设备的使用寿命。

[0049] 实施例2

[0050] 以2t/h的有机固废处理设备为例，有机危废的无害化资源化处理方法，包括：

[0051] 步骤1：将粒度<2mm、含水量为40％、含油率为10％的固体废料2t经过螺旋输送机加入干燥炉后，气体热载体混流加热设备中，输送载气温度为200℃；流速为2m/s；流化载气的温度为200℃，气体流速为1.7m/s，干燥废料；

[0052] 步骤2：将步骤1所得的物料加入到干馏活化炉，气体热载体混流加热设备中，输送载气的温度为850℃；流速为2.3m/s；流化载气的温度为850℃，气体流速为6.87m/s，脱除有机物；

[0053] 步骤3：将步骤2所得的物料输送到冷却缓存仓，冷却即得多孔碳材料。

[0054] 本方法制备出的多孔碳材料的孔径以2～10nm的中孔居多，吸附物的产率为62～65％。

[0055] 对比例1

[0056] 该对比例中不具有设置在炉体底部内侧相通的流化载气供应装置，其他部件与实施例1中的有机危废的无害化资源化处理装置均相同。

[0057] 以2t/h的有机固废处理设备为例，有机危废的无害化资源化处理方法，包括：

[0058] 步骤1：将粒度<2mm、含水量为40％、含油率为10％的固体废料经过螺旋输送机加入干燥炉后，输送载气的温度为200℃；流速为2m/s，干燥废料；

[0059] 步骤2：将步骤1所得的物料加入到干馏活化炉，输送载体的温度为900℃；流速为2.3m/s，脱除有机物；

[0060] 步骤3：将步骤2所得的物料输送到冷却缓存仓，冷却即得多孔碳材料。

[0061] 本方法制备出的多孔碳材料的孔径以1-2nm的小孔居多，吸附物的产率为38～46％。

[0062] 对比例2

[0063] 该对比例中不具有设置在炉体外侧的输送载气供应装置，其他部件与实施例1中的有机危废的无害化资源化处理装置均相同。

[0064] 以2t/h的有机固废处理设备为例，有机危废的无害化资源化处理方法，包括：

[0065] 步骤1：将粒度<2mm、含水量为40％、含油率为10％的固体废料2t经过螺旋输送机加入干燥炉后，流化载气的温度为200℃，气体流速为6.87m/s，干燥废料；

[0066] 步骤2：将步骤1所得的物料加入到干馏活化炉，气体热载体混流加热设备中，流化载气的温度为900℃，气体流速为6.87m/s，脱除有机物；

[0067] 步骤3：将步骤2所得的物料输送到冷却缓存仓，冷却即得多孔碳材料。

[0068] 本方法制备出的多孔碳材料的孔径以2-4nm的小孔居多，吸附物的产率为42～51％。

[0069] 发明人为了进一步说明本发明的有益效果，将实施例2与对比例1-2所制备出的吸附剂进行性能测定，详细如下：

[0070] 以北京某一废水处理厂为例，将实施例2与对比例1所制备的吸附剂与废水以1:100比例混合，吸附时间为30min，检测出水COD值，并评价吸附剂的吸附能力。其进出水的数据见下表。

[0071] 表1

[0072]

[0073] 由表1可见，本发明制备的吸附剂可以显著降低污水的生化指标，实现了废弃物的资源化利用。

[0074] 本发明可以处理粉状或含水量较高的有机物废弃物，无需预处理即可入炉，最大限度的降低运行成本；整个设备处理有机物废弃物彻底，对环境的危害基本为零，废弃物经处理后产生的气体重新进入设备中循环使用，油类物质以及制备出的固体吸附剂均可重新利用，实现了废弃物资源最大化。

[0075] 以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。