有機物炭化處理裝置及炭化處理方法
【專利摘要】本發(fā)明提供以食品廢棄物等有機物的炭化處理為主的，能夠且高效節(jié)能的有機物炭化處理裝置及炭化處理方法。通過內(nèi)壁配有多孔吸水材料的炭化處理爐、過熱蒸汽發(fā)生裝置及將過熱蒸汽發(fā)生裝置所產(chǎn)過熱蒸汽通入爐內(nèi)的供氣管道等裝置對有機廢棄物進行處理。將有機廢棄物投入處理爐后，由爐內(nèi)多孔吸水材料吸取有機廢棄物內(nèi)含有水分的吸水工程、第一炭化處理工程、高溫狀態(tài)下的炭化處理工程及空冷工程構(gòu)成。
【專利說明】
有機物炭化處理裝置及炭化處理方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬有機物炭化處理裝置及炭化處理方法，可以對生活垃圾、食品殘余等食品廢棄物進行有效的炭化處理。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知處理以生活垃圾及食品殘余等食品廢棄物為代表的有機物類廢棄物，其方法是將有機物類廢棄物在無氧狀態(tài)下和過熱水蒸汽充分接觸，進而進行炭化處理。實現(xiàn)這一處理方法的是申請者發(fā)明的炭化處理裝置。將有機物裝入收容容器中，通過傳送帶將其搬運至兩端有開口的長型管狀炭化處理爐中，爐內(nèi)設(shè)有過熱蒸汽供給管道，可將過熱蒸汽發(fā)生裝置中產(chǎn)生的過熱蒸汽通入炭化處理爐內(nèi)部。處理爐中設(shè)有傳送帶以備運輸容器。(參照專利文獻I)。
[0003]【專利文獻I】再發(fā)表2013/011555號公報。
[0004]專利文獻I上所記載的炭化處理裝置通過采用傳送帶及相關(guān)技術(shù)進行炭化處理。較之以往技術(shù)可提高炭化處理效率，有望節(jié)省整個行業(yè)炭化處理所需的能源消耗量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005](一)要解決的技術(shù)問題
[0006]本發(fā)明旨在借鑒相關(guān)技術(shù)背景，改良以往的炭化處理技術(shù)，提供有效的食品廢棄物等有機物炭化處理節(jié)能裝置及節(jié)能方案。
[0007](二)技術(shù)方案
[0008]為達成上述目的，本發(fā)明提供下屬方法。
[0009][I]本發(fā)明中配備的炭化處理裝置的顯著特征是收集有機廢棄物并通過過熱蒸汽進行炭化處理。裝置包括:內(nèi)壁配備多孔吸水材料的炭化處理爐、過熱蒸汽發(fā)生裝置、上述將過熱蒸汽發(fā)生裝置所產(chǎn)蒸汽通入爐內(nèi)所需的管件等構(gòu)成。
[0010][2]本發(fā)明涉及的炭化處理方法是將有機廢棄物收集并經(jīng)過過熱蒸汽進行炭化處理的方法。其優(yōu)點在于炭化處理爐內(nèi)壁配備多孔吸水材料，向該處理爐內(nèi)放入有機廢棄物后，藉由多孔吸水材質(zhì)的吸水功效，逐漸提升爐內(nèi)溫度，通過高溫對有機廢棄物進行炭化處理，其后再逐步降溫完成冷卻工程。
[0011](三)有益效果
[0012]本發(fā)明中，因炭化處理爐內(nèi)壁配備有多孔吸水材料，可很大程度上吸取有機廢棄物中所含水分，可有效縮短處理所需的工程量及時間，可大幅度降低能耗。
【附圖說明】
[0013]【圖1】本發(fā)明提及的有機物炭化處理裝置的構(gòu)成說明圖。
[0014]【圖2】鍋爐及過熱蒸汽發(fā)生裝置構(gòu)成概略圖。
[0015]【圖3】將有機物放入炭化處理裝置的說明圖。
[0016]【圖4】將處理后的廢棄物從炭化處理裝置中取出的說明圖。
[0017]圖中:
[0018]10:炭化處理爐
[0019]11:上部開口處
[0020]12:側(cè)壁開口處
[0021]13:通氣口
[0022]131:通氣管道
[0023]14:排氣口
[0024]141:排氣管道
[0025]20:過熱蒸汽發(fā)生裝置
[0026]201:供氣配管
[0027]201a:先端開口處
[0028]30:鍋爐
[0029]301:連通配管
[0030]C:多孔吸水材料
[0031]W:有機廢棄物
【具體實施方式】
[0032]本發(fā)明提及的有機物炭化處理裝置的構(gòu)成，參照圖紙進行說明。本炭化處理裝置可對食品廢棄物(生活垃圾、食物殘渣等)進行有效的炭化處理。
[0033]本炭化處理裝置包括:炭化處理爐10、過熱蒸汽發(fā)生裝置20、鍋爐30、供氣配管201及連通配管301。
[0034]上述炭化處理爐10由:投入待處理有機物的可任意開關(guān)的上部開口部11(圖2)、取出處理后殘渣的可任意開關(guān)的側(cè)壁開口部12(圖3)、頂部爐壁通氣口 13、連通爐內(nèi)的送氣管道131、排氣口 14、處理爐內(nèi)氣體的排氣管道141及排氣風(fēng)機(圖中未做標示)構(gòu)成。
[0035]本炭化處理爐內(nèi)壁，即內(nèi)壁側(cè)面、頂部、底部整個配有多孔吸水材料。如炭化處理爐本身由多空處理材料打造則更佳。
[0036]本發(fā)明標示的炭化處理爐10為立方體形狀，但是只要滿足本發(fā)明的構(gòu)成條件，可實現(xiàn)本發(fā)明的預(yù)期效果，不局限于該形狀。
[0037]上述多孔吸水材料C是一種由特殊成分配比后煅燒而成的合成沸石，其孔徑和水分子的分子大小相同。該材料由800 0C-2000 °C左右的煅燒爐在嚴格的溫度控制下經(jīng)過長時間燒制而成。有機物中所含水分一旦和該材料接觸，其特有的多孔構(gòu)造可將水分子瞬間吸附。前述的多孔質(zhì)吸水材料C，含有作為催化體的Na穩(wěn)定型珍珠鏈狀硅溶膠，才發(fā)揮其功能。該多孔質(zhì)吸水材料C具體的制作方法為:首先，一般可以購買到的粉狀吸著材料與作為催化體的Na穩(wěn)定型珍珠鏈狀硅溶膠以I比4的比例(質(zhì)量比)進行調(diào)和(I OOOg與4000g )，調(diào)和過程中將水分蒸發(fā)掉，至30%左右黏膠狀即可。調(diào)和的時間約為5-7天，調(diào)和的溫度與濕度關(guān)系著調(diào)和的時間。完成此調(diào)和形成的調(diào)和劑就可作為基材的基礎(chǔ)材料。例如，將此調(diào)和劑填塞于橫截面為蜂窩狀的紙殼孔中等。一次涂抹完成干燥后，再進行數(shù)次的涂抹，如此反復(fù)的流程要持續(xù)2-3天。調(diào)和劑涂抹完成后進行充分的干燥，將帶有干燥后的調(diào)和劑的紙殼進行800°C、12小時的煅燒。作為基質(zhì)的紙殼在燃燒中會碳化消失，會形成作為吸水基材的多孔質(zhì)合成沸石。上述的Na穩(wěn)定型珍珠鏈狀硅溶膠，是合成多孔吸水材料成分中的中心素材。10-18nm的球狀粒子(Na穩(wěn)定型珍珠鏈狀硅溶膠)會合成為大粒子約為80-120nm的長度。Na穩(wěn)定型珍珠鏈狀硅溶膠的二氧化硅的含量約為19%，ph值9.5-11.0，粘度1.0-100.0mPa.s。他穩(wěn)定型珍珠鏈狀硅溶膠有著干燥凝膠的空隙大的特點。
[0038]上述鍋爐30是將水生成蒸汽的裝置。該鍋爐30所產(chǎn)水蒸氣經(jīng)由連通配管301通入過熱蒸汽發(fā)生裝置20，即上述鍋爐30通過連通配管301和過熱蒸汽發(fā)生裝置20連通。鍋爐30并無特殊型號限制，可使用貫流蒸汽鍋爐等。
[0039]上述過熱蒸汽發(fā)生裝置20是將水蒸氣轉(zhuǎn)化為過熱蒸汽的裝置。該過熱蒸汽發(fā)生裝置20將上述鍋爐30通入的水蒸氣轉(zhuǎn)化為過熱蒸汽。過熱蒸汽發(fā)生裝置無特殊要求，可使用誘導(dǎo)過熱式過熱蒸汽發(fā)生裝置。
[0040]對于上述過熱蒸汽發(fā)生裝置20所產(chǎn)過熱蒸汽的溫度，并諸如沒有60°C前后-800°C左右的條件限制。但是如果處理有機物，使有機物完全炭化需要使過熱蒸汽發(fā)生裝置20的溫度達到250 °C以上，用400-800°C的過熱蒸汽處理最佳。處理物中含有稀有金屬時，處理溫度可達到1400°C左右。
[0041]上述供氣配管201的一端連通過熱蒸汽發(fā)生裝置20，另一端通入炭化處理爐10內(nèi)部。過熱蒸汽發(fā)生裝置所產(chǎn)過熱蒸汽藉由供氣配管201經(jīng)過配管開口部201a通入炭化處理爐10內(nèi)。本供氣形式為側(cè)面及上部供氣。(圖1)
[0042]此外，還需進行的流程有通過排氣風(fēng)機(圖中未標示)藉由排氣管道141由排氣口
14排出爐內(nèi)氣體，對上述炭化處理爐10內(nèi)部進行空冷。即該炭化處理爐藉由上述排氣及通氣口 13處連通的通氣管道131將外部的新鮮空氣吸入爐內(nèi)，對爐內(nèi)進行空冷作業(yè)。
[0043]此外，在上述炭化處理爐外部，如下部等處用燃燒器(圖中未標示)進行外部加熱。溫度控制在800 °C -1400 °C左右，1200 °C左右加熱最佳。
[0044]以下以有機物W為例進行炭化處理方法的具體說明。
[0045]對于炭化處理對象的有機物W并無特殊限定，除食品廢棄物(生活垃圾、食物殘渣等)之外，木材(包括鐵軌枕木)、塑料及輪胎均可。
[0046]打開炭化處理爐上部開口，將待炭化處理的有機物W投入(圖2)，預(yù)先打開排氣口14和通氣口 13。即便通氣口處于打開狀態(tài)，進行炭化處理時外部的空氣也無法進入炭化處理爐中(因其內(nèi)部可達到無氧狀態(tài)或接近無氧的狀態(tài))，因而可使有機物完全炭化。
[0047]其后，爐內(nèi)的多孔吸水材質(zhì)C便將有機物W中的水分吸出，這期間暫不通入過熱蒸汽以保證吸水時間。此吸水時間根據(jù)炭化處理爐10的容量及投入有機物的多少來決定。
[0048]保證上述吸水時間后，藉由供氣配管201的前部開口處201a將60-700°C的過熱蒸汽按規(guī)定時間分階段通入，對有機物W進行炭化處理。
[0049]確認爐內(nèi)有機物完全炭化后，打開排氣風(fēng)機(圖中未標示)，將爐內(nèi)氣體藉由排氣管道141的排氣口 14抽送至爐外；同時，藉由通氣管道131的通氣口 13將爐外的新鮮空氣送入爐內(nèi)，冷卻爐內(nèi)炭化物及空氣。
[0050]待爐內(nèi)空氣及炭化物冷卻后，由側(cè)壁開口處12的開口(圖4)取出爐內(nèi)處理完成的炭化物W，炭化處理工程結(jié)束。
[0051]上述炭化處理爐10的下方配備燃燒器(圖中未標示)進行外部加熱，加熱區(qū)間為800 °C -1400 °C，以1200 °C為佳，可提高炭化處理效率。
[0052]【各領(lǐng)域的實用性】
[0053]本發(fā)明所涉及的炭化處理裝置能有效處理生活垃圾、食物殘渣等食品廢棄物，但并不局限于這一處理領(lǐng)域。還可對木材(包括鐵軌枕木)、塑料、漁網(wǎng)及輪胎等進行炭化處理。此外，除了上述技術(shù)，還可在有機物收納容器中配套使用本發(fā)明中的多孔吸水材料。
【主權(quán)項】
1.一種收集有機廢棄物后通過過熱蒸汽進行炭化處理的裝置，其特征在于，包括:內(nèi)壁配有多孔吸水材料的炭化處理爐、過熱蒸汽發(fā)生裝置及將過熱蒸汽發(fā)生裝置所產(chǎn)過熱蒸汽通入爐內(nèi)的供氣管道等裝置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的收集有機廢棄物后通過過熱蒸汽進行炭化處理的裝置，其特征在于， 所述多孔吸水材料為煅燒而成的合成沸石，其孔徑和水分子的分子大小相同。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的收集有機廢棄物后通過過熱蒸汽進行炭化處理的裝置，其特征在于， 所述多孔吸水材料為由粉狀吸著材料與作為催化體的Na穩(wěn)定型珍珠鏈狀硅溶膠以I比4的質(zhì)量比調(diào)和后、填塞于蜂窩狀紙殼的孔中、經(jīng)干燥后煅燒而成的。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的收集有機廢棄物后通過過熱蒸汽進行炭化處理的裝置，其特征在于， 所述煅燒的溫度為8000C，時間為12小時。5.一種收集有機廢棄物后通過過熱蒸汽進行炭化處理的方法，其特征在于，包括:通過內(nèi)壁配有多孔吸水材料的炭化處理爐、過熱蒸汽發(fā)生裝置及將過熱蒸汽發(fā)生裝置所產(chǎn)過熱蒸汽通入爐內(nèi)的供氣管道等裝置對有機廢棄物進行處理。將有機廢棄物投入處理爐后，爐內(nèi)多孔吸水材料吸取有機廢棄物內(nèi)含有水分，再階段性升高溫度通過高溫對有機廢棄物進行炭化處理，處理后再階段降溫進行冷卻的炭化處理方法。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的收集有機廢棄物后通過過熱蒸汽進行炭化處理的裝置，其特征在于， 所述多孔吸水材料為煅燒而成的合成沸石，其孔徑和水分子的分子大小相同。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的收集有機廢棄物后通過過熱蒸汽進行炭化處理的裝置，其特征在于， 所述多孔吸水材料為由粉狀吸著材料與作為催化體的Na穩(wěn)定型珍珠鏈狀硅溶膠以I比4的質(zhì)量比調(diào)和后、填塞于蜂窩狀紙殼的孔中、經(jīng)干燥后煅燒而成的。8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的收集有機廢棄物后通過過熱蒸汽進行炭化處理的裝置，其特征在于， 所述煅燒的溫度為8000C，時間為12小時。
【文檔編號】B09B3/00GK106001045SQ201610045553
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年1月22日
【發(fā)明人】伊藤智章
【申請人】成和環(huán)保科技股份有限公司