一种高含水有机废弃物水热炭化制备成型活性炭的处理系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种高含水有机废弃物水热炭化制备成型活性炭的处理系统，包括破碎设备，破碎设备的出口与水热反应釜入口相连，水热反应釜的出口与固液分离设备的入口相连，固液分离装置用于对水热炭液脱水得到水热初级炭，固液分离设备的固体出口与烘干设备相连，烘干设备与磨粉设备相连，磨粉设备与混合设备的入口相连，混合设备的出口与活性炭成型设备入口相连，活性炭成型设备用于制作成型活性炭坯体，活性炭成型设备出口与活化炉相连，活化炉用于对活性炭坯体进行物理活化处理。该处理系统具有反应耗时短，耗能低，占地面积小，过程可控等优点，实现了对高含水有机废弃物进行减量化、稳定化、无害化和资源化处理。无害化和资源化处理。无害化和资源化处理。

【技术实现步骤摘要】
一种高含水有机废弃物水热炭化制备成型活性炭的处理系统


[0001]本技术涉及有机废弃物的资源化利用
，具体涉及一种高含水有机废弃物水热炭化制备成型活性炭的处理系统。

技术介绍

[0002]我国每年都有大量的有机废弃物产生，其中很大一部分为高含水的有机废弃物，这类未经处理的高含水有机废弃物的含水量高达70
‑
95％。针对上述高含水有机废弃物，传统的处理方式为厌氧消化和高温好氧堆肥。厌氧消化产沼气是当前主流技术，此技术既可提供清洁能源沼气，又可实现废弃物多层次转化利用，但是厌氧消化的沼气产率低以及产生大量沼液导致的二次污染是制约其发展的关键问题。高温好氧堆肥是在一定条件下利用发酵微生物将有机物降解为腐殖质的过程，是一种集处理和资源化循环再生于一体的生物方法，但是需要耗费大量的堆肥添加剂，同时有机肥市场销路问题也限制了其推广应用。此外，这两种方法处理周期较长，处理效率偏低，未能将废弃物中的重金属元素彻底处理，仍然存在对环境造成二次污染的风险。基于此，针对高含水有机废弃物的特点，将其采用水热炭化技术处理是当前研究热点。
[0003]水热炭化是指在180
‑
250℃、2
‑
10Mpa下，将高含水率有机废弃物转化为以水热炭为主的高附加值产物。其优势主要体现在：对原料含水率无限制，可直接处理70
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95％含水率物质，无需预干燥；与传统高温干法裂解热处理技术相比，反应条件相对温和，无须加热干化，直接将高含水生物质转化为水热炭。水热炭化反应后所得水热炭有着可调控的炭微球结构，但是其强度较差，而且比表面积和孔径分布特征较差，因此限制了水热炭的高效利用和直接开发。
[0004]基于此，本申请将高含水有机废弃物经水热炭化预处理后，再将水热炭加工成成型活性炭，提高水热炭的经济性，并拓展水热炭的应用领域。
[0005]中国专利CN213671072U公开了将垃圾经过分选破碎和干湿分离后，经过水热反应装置制备出水热炭，水热炭经过干燥后制成有机肥料。该专利将水热炭制备成有机肥，未能将水热炭的价值充分利用，且市场接受度受限。而且该专利中针对的原材料仅为垃圾这一种，而不是普适用于高含水有机废弃物的技术。
[0006]中国专利CN111056551A公开了将水生动物质废弃物破碎得到的到糊状生物质，加入化学造孔活化剂如碳酸氢铵、尿素、乙酸、柠檬酸等，再送入水热反应器水热炭化，固液分离，水热炭干燥后制成活性炭。该方法加入大量的添加剂，大大增加了水热液的处理难度，制成的活性炭颗粒没有经过机械成型，强度低，应用领域受限。

技术实现思路

[0007]为了解决上述
技术介绍
中存在的问题，本技术提供一种高含水有机废弃物水热炭化制备成型活性炭的处理系统，其无需干燥原材料，将高含水有机废弃物直接水热炭化得到水热初级炭，由水热初级炭制备成型活性炭坯，再经物理活化处理得到成型活性炭
成品，该处理系统具有反应耗时短，耗能低，占地面积小，过程可控等优点，实现了对高含水有机废弃物进行减量化、稳定化、无害化和资源化处理。
[0008]为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：
[0009]本技术提供一种高含水有机废弃物水热炭化制备成型活性炭的处理系统，包括破碎设备、水热反应釜、固液分离设备、烘干设备、磨粉设备、混合设备、活性炭成型设备和活化炉；
[0010]所述破碎设备用于将原材料破碎成糊状，所述破碎设备的出口与所述水热反应釜入口相连，所述水热反应釜用于将糊状原材料进行水热炭化反应制备出水热炭液，所述水热反应釜的出口与所述固液分离设备的入口相连，所述固液分离装置用于对水热炭液脱水得到水热初级炭，所述固液分离设备的固体出口与所述烘干设备相连，所述烘干设备与所述磨粉设备相连，所述磨粉设备与所述混合设备的入口相连，所述混合设备用于将研磨得到的水热炭细粉与活化剂、粘结剂、水等充分混合，所述混合设备的出口与所述活性炭成型设备入口相连，所述活性炭成型设备用于制作成型活性炭坯体，所述活性炭成型设备出口与所述活化炉相连，所述活化炉用于对活性炭坯体进行物理活化处理。
[0011]具体地，所述破碎设备与所述水热反应釜之间设有热交换器，所述破碎设备的出口与所述热交换器内第一换热通道的入口相连，所述热交换器内第一换热通道的出口与所述水热反应釜入口相连，所述水热反应釜的出口与所述热交换器内第二换热通道的入口相连，所述热交换器内第二换热通道的出口与所述固液分离设备的入口相连。
[0012]具体地，所述破碎设备入口处设有用于去除无机颗粒物和油脂的预处理设备，所述预处理设备包括筛分设备、磁选设备、沉淀设备和除油设备(可选用三相分离设备)。
[0013]具体地，所述活性炭成型设备为挤出机、液压挤条机、蜂窝煤成型机或球形造粒机。
[0014]挤出机为单轴螺杆挤出机或双轴螺杆挤出机，蜂窝煤成型机为气压式蜂窝煤成型机或液压式蜂窝煤成型机，活性炭成型设备并不局限于上述选择，还可采用其他具有塑形或成型功能的设备。
[0015]具体地，所述活化炉为斯列普活化炉、回转窑活化炉或立式活化炉(立式多段耙式活化炉)。
[0016]破碎设备为破碎机或制浆机，具体地，制浆机为捶打式制浆机或切割式制浆机；水热反应釜为连续式水热反应釜或批次反应釜；烘干设备为回转干燥机、桨叶干燥机、圆盘干燥机、流化床干燥机、带式干燥机等；磨粉设备为悬辊磨粉机、球磨机、雷蒙磨等中的一种。
[0017]采用该处理系统时，具体处理工艺，包括如下步骤：
[0018]S1、将高含水有机废弃物经预处理去除无机颗粒物和油脂，再将其破碎成糊状物，粒径控制在20mm以下；
[0019]S2、将步骤S1中制得的糊状物输送至水热反应釜中，水热反应釜为批次式或连续式，经水热炭化反应得到水热炭液；
[0020]S3、将步骤S2中制得的水热炭液经固液分离处理，得到含水率为25
‑
35％的水热初级炭；
[0021]S4、将步骤S3中制得的水热初级炭经过烘干处理控制其含水率在2
‑
10％，再经研磨处理得到粒径为10
‑
300目的水热炭细粉；
[0022]S5、将步骤S4中制得的水热炭细粉掺入活化剂、添加剂进行混合5
‑
60min，活化剂为KOH、ZnCl2，FeCl3中的一种，添加剂为开孔剂，再加入粘结剂和水进行捏合处理，然后，再将其经成型处理制得成型活性炭坯体，成型活性炭坯体为圆柱形、球形、空心圆柱形、空心球形、蜂窝状、蜂巢状等各种形状；
[0023]S6、将步骤S5中制得的成型活性炭坯体进行物理活化处理，活化气体为水蒸气、二氧化碳等，活化温度为500
‑
900℃，活化时间为1
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10h，然后再经冷却、筛分处理，得到具有高吸附性能的成型活性炭。
[0024]高含水有机废弃物为猪粪/牛粪/禽类粪便、市政污泥、餐厨垃圾、厨余垃圾、果蔬菜场本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高含水有机废弃物水热炭化制备成型活性炭的处理系统，其特征在于，包括破碎设备、水热反应釜、固液分离设备、烘干设备、磨粉设备、混合设备、活性炭成型设备和活化炉；所述破碎设备用于将原材料破碎成糊状，所述破碎设备的出口与所述水热反应釜入口相连，所述水热反应釜用于将糊状原材料进行水热炭化反应制备出水热炭液，所述水热反应釜的出口与所述固液分离设备的入口相连，所述固液分离装置用于对水热炭液脱水得到水热初级炭，所述固液分离设备的固体出口与所述烘干设备相连，所述烘干设备与所述磨粉设备相连，所述磨粉设备与所述混合设备的入口相连，所述混合设备的出口与所述活性炭成型设备入口相连，所述活性炭成型设备用于制作成型活性炭坯体，所述活性炭成型设备出口与所述活化炉相连，所述活化炉用于对活性炭坯体进行物理活化处理。2.根据权利要求1所述的高含水有机废弃物水热炭化制备成型活性炭的处理系统，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡君荣，刘磊，陈凉一，李莲，
申请(专利权)人：中晶城康资源再生利用技术有限公司，
类型：新型
国别省市：