專利名稱：垃圾微波裂解生產(chǎn)活性炭使用的微波加熱回轉(zhuǎn)活化爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及微波垃圾處理過程中產(chǎn)生的固體產(chǎn)物生產(chǎn)使用的設(shè)備，特別是一 種垃圾微波裂解處理系統(tǒng)生產(chǎn)活性炭使用的微波加熱回轉(zhuǎn)活化爐。
背景技術(shù)：
活性炭是一種表面積大、吸附能力強(qiáng)、環(huán)保、無毒害的優(yōu)良吸附材料，廣泛應(yīng)用于 空氣凈化、除臭、防腐、水處理、溶液脫色、化工催化、化學(xué)分析等領(lǐng)域。活性炭的出現(xiàn)，則使 活性炭更方便的發(fā)揮其在日常生活、醫(yī)療衛(wèi)生、工業(yè)等領(lǐng)域上的吸附和過濾功能。根據(jù)現(xiàn)有活性炭的兩大種類煤質(zhì)活性炭和木質(zhì)活性炭。制備活性炭的主要原料 是優(yōu)質(zhì)原煤和高固定碳含量的生物質(zhì)原料如椰殼、杏仁殼、核桃殼、木屑、竹片等?；钚蕴?生產(chǎn)受原料的限制一方面極大浪費(fèi)自然資源，另一方面受資源量的限制很難得到大規(guī)模的 生產(chǎn)。在垃圾微波裂解處理過程中，產(chǎn)生的固體殘余物，其含碳量在40%左右，剩余為金 屬、泥沙以及玻璃渣等成分，經(jīng)分選后，可進(jìn)一步提高固體殘余物碳含量，可達(dá)到65%，特別 適用于活化制備活性炭。將垃圾微波裂解的固體產(chǎn)物用于制作活性炭，一方面可以提高資源的再生利用 率，另一方面亦可以提高垃圾處理的回收效益，降低垃圾處理成本，減少廢棄物的排放。在國際通行的活性炭生產(chǎn)工藝中，通常采用化學(xué)活化法和物理活化法兩種方法進(jìn) 行活性炭的制作?；瘜W(xué)活化法在制備活性炭的過程中，要排放大量的含酸尾氣和含酸廢水， 對周圍的環(huán)境影響極大。物理活化法是把含炭材料在常溫下炭化，然后用氧化性氣體如水 蒸氣、二氧化碳?xì)?、氧氣或者幾種氧化性氣體的混合氣體作為活化劑在700-100(TC高溫條 件下與碳發(fā)生氧化反應(yīng)，制備活性炭。現(xiàn)有物理活化法制備活性炭存在以下幾個(gè)問題，(1)能耗高，由于活性炭在炭 化過程中全靠優(yōu)質(zhì)煤燃燒提供能量，受不完全燃燒、排渣排氣等因素的影響，外加能量的 30-35%，用于反應(yīng)過程的能量吸收。(2)炭化過程中由于受熱不均，升溫過程復(fù)雜等因素的 制約，大量產(chǎn)生焦油、木醋酸等液體產(chǎn)物，導(dǎo)致固體炭的回收率低，一般現(xiàn)在制備活性炭的 工藝中，炭化、活化過程都是在外加熱或不完全燃燒才熱的條件下進(jìn)行的，并且在制備過程 中，氣體產(chǎn)物和大量的熱能資源不能充分的利用，形成資源極大的浪費(fèi)?，F(xiàn)有技術(shù)中的化學(xué)活化法和物理活化法兩種方法進(jìn)行活性炭的制作，現(xiàn)有技術(shù)一 是本身具有諸多上述不足，二是不適用于垃圾微波裂解處理系統(tǒng)中固體產(chǎn)物生產(chǎn)活性炭。

實(shí)用新型內(nèi)容為適應(yīng)垃圾微波裂解處理系統(tǒng)中固體產(chǎn)物生產(chǎn)活性炭，提高資源的再生利用率、 垃圾處理的回收效益，降低垃圾處理成本，減少廢棄物的排放。本實(shí)用新型提供了一種垃圾 微波裂解生產(chǎn)活性炭使用的微波加熱回轉(zhuǎn)活化爐。本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)其技術(shù)目的而采用的技術(shù)方案是在垃圾微波裂解處理系統(tǒng)中固體產(chǎn)物生產(chǎn)活性炭的方法中使用的微波加熱回轉(zhuǎn)活化爐包括爐體預(yù)熱部分Α、爐體活化部分B、冷卻保溫部分C、動(dòng)力部分D和機(jī)架部分E。爐體預(yù)熱部分A包括保溫筒、帶鎖氣 閥的進(jìn)料口、水蒸氣進(jìn)口、預(yù)熱楊料板、前動(dòng)力圈和前封頭，帶鎖氣閥的進(jìn)料口和水蒸氣進(jìn) 口設(shè)置在前封頭的端面上，預(yù)熱楊料板均布設(shè)置在保溫筒的內(nèi)壁上，前封頭套裝在保溫筒 的一端并與保溫筒構(gòu)成密封的可相對轉(zhuǎn)動(dòng)的活動(dòng)連接，前動(dòng)力圈設(shè)置在保溫筒的外圓上。 爐體活化部分B包括非金屬活化爐體、微波發(fā)射源、微波發(fā)射源支架、隔熱層、微波屏蔽罩 和活化楊料板，微波發(fā)射源沿非金屬活化爐體的同一徑向?yàn)橐唤M均布設(shè)置在微波發(fā)射源支 架上，多組微波發(fā)射源沿非金屬活化爐體軸向均布設(shè)置，微波發(fā)射源支架與非金屬活化爐 體之間設(shè)置有隔熱層和微波屏蔽罩。冷卻保溫部分C包括冷卻保溫筒、帶鎖氣閥的出料 口、飽和水蒸氣進(jìn)口、保溫楊料板、后動(dòng)力圈和后封頭，帶鎖氣閥的出料口和飽和水蒸氣出 口設(shè)置后封頭上，保溫楊料板均布設(shè)置在冷卻保溫筒的內(nèi)壁上，后封頭套裝在冷卻保溫筒 的一端并與冷卻保溫筒構(gòu)成密封的可相對轉(zhuǎn)動(dòng)的活動(dòng)連接，后動(dòng)力圈設(shè)置在冷卻保溫筒的 一端上，保溫楊料板均布設(shè)置在保溫楊料板的內(nèi)壁上，后動(dòng)力圈固定設(shè)置在冷卻保溫筒外 圓上。保溫筒、非金屬活化爐體和冷卻保溫筒空腔內(nèi)徑相同，同軸線固定密封連通。動(dòng)力部 分D包括動(dòng)力電機(jī)、主動(dòng)動(dòng)力輪、被動(dòng)輪，動(dòng)力電機(jī)與主動(dòng)動(dòng)力輪連接，主動(dòng)動(dòng)力輪和被動(dòng) 輪分別于所述的后動(dòng)力圈和前動(dòng)力圈構(gòu)成傳動(dòng)連接。機(jī)架部分E包括前支架和后支架，前 支架與所述的前封頭構(gòu)成固定支撐，后支架與所述的冷卻前封頭構(gòu)成固定支撐，前支架和 后支架使所述的保溫筒、非金屬活化爐體和冷卻保溫筒的軸線呈前封頭端高，冷卻前封頭 端低的傾斜設(shè)置。本實(shí)用新型涉及的有益效果是充分利用微波的加熱的致熱效應(yīng)和非致熱效應(yīng)， 在活化過程中微波既可以作為加熱介質(zhì)，同時(shí)由于固定碳分子受微波輻射后其揮發(fā)份析出 完全，活化過程碳粒通孔和開孔性能遠(yuǎn)高于常規(guī)加熱模式，可以有效提高炭的品味。采用外 置式的微波加熱，即實(shí)現(xiàn)能量的良好傳遞，又充分體現(xiàn)微波加熱由內(nèi)而外的特性。炭化及活 化過程在回轉(zhuǎn)爐內(nèi)不斷翻轉(zhuǎn)加熱，物料受熱均勻，熱輻射面積大，升溫速度快，既可以防止 結(jié)焦又實(shí)現(xiàn)較短的反應(yīng)時(shí)間?；剞D(zhuǎn)加熱過程物料無滯留，筒體內(nèi)分布均勻，流量控制極為方 便。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。附


圖1為本實(shí)用新型中微波加熱回轉(zhuǎn)活化爐示意圖。附圖2為附圖IA-A剖面圖。附圖中，A、爐體預(yù)熱部分，Al、保溫筒，A2、帶鎖氣閥的進(jìn)料口，A3、水蒸氣進(jìn)口，A4、 預(yù)熱楊料板，A5、前動(dòng)力圈，A6、前封頭，B、爐體活化部分，Bi、非金屬活化爐體，B2、微波發(fā)射 源，B3、微波發(fā)射源支架，B4、隔熱層，B5、微波屏蔽罩，B6、活化楊料板，C、冷卻保溫部分，Cl、 冷卻保溫筒，C2、帶鎖氣閥的出料口 C3、飽和水蒸氣進(jìn)口，C4、保溫楊料板，C5、后動(dòng)力圈，C6、 后封頭，D、動(dòng)力部分，D1、動(dòng)力電機(jī)，D2、主動(dòng)動(dòng)力輪，D3、被動(dòng)輪，E、機(jī)架部分，E1、前支架， E2后支架。
具體實(shí)施方式
參看附
圖1和2，本實(shí)用新型涉及的垃圾微波裂解生產(chǎn)活性炭使用的微波加熱回 轉(zhuǎn)活化爐，包括爐體預(yù)熱部分A、爐體活化部分B、冷卻保溫部分C、動(dòng)力部分D和機(jī)架部分E。爐體預(yù)熱部分A包括保溫筒A1、帶鎖氣閥的進(jìn)料口 A2、水蒸氣進(jìn)口 A3、預(yù)熱楊料 板A4、前動(dòng)力圈A5和前封頭A6，所述的帶鎖氣閥的進(jìn)料口 A2和水蒸氣進(jìn)口 A3設(shè)置在前封 頭A6的端面上，預(yù)熱楊料板A4均布設(shè)置在保溫筒A1的內(nèi)壁上，前封頭A6套裝在保溫筒A1 的一端并與保溫筒A1構(gòu)成密封的可相對轉(zhuǎn)動(dòng)的活動(dòng)連接，前動(dòng)力圈A5設(shè)置在保溫筒A1的 外圓上。爐體活化部分B包括非金屬活化爐體B1、微波發(fā)射源B2、微波發(fā)射源支架B3、隔 熱層B4、微波屏蔽罩B5和活化楊料板B6，微波發(fā)射源B2沿非金屬活化爐體B1的同一徑向 為一組均布設(shè)置在微波發(fā)射源支架B3上，多組微波發(fā)射源B2沿非金屬活化爐體B1軸向均 布設(shè)置，微波發(fā)射源支架B3與非金屬活化爐體B1之間設(shè)置有隔熱層B4和微波屏蔽罩B5。冷卻保溫部分C包括冷卻保溫筒C1、帶鎖氣閥的出料口 C2、飽和水蒸氣進(jìn)口 C3、 保溫楊料板C4、后動(dòng)力圈C5和后封頭C6，所述的帶鎖氣閥的出料口 C2和飽和水蒸氣出口 C3設(shè)置后封頭C6上，保溫楊料板C4均布設(shè)置在冷卻保溫筒C1的內(nèi)壁上，后封頭C6套裝在 冷卻保溫筒C1的一端并與冷卻保溫筒C1構(gòu)成密封的可相對轉(zhuǎn)動(dòng)的活動(dòng)連接，后動(dòng)力圈C5 設(shè)置在冷卻保溫筒C1的一端上，保溫楊料板C4均布設(shè)置在保溫楊料板C4的內(nèi)壁上，后動(dòng) 力圈C5固定設(shè)置在冷卻保溫筒C1外圓上。保溫筒A1、非金屬活化爐體B1和冷卻保溫筒 C1空腔內(nèi)徑相同，同軸線固定密封連通。動(dòng)力部分D包括動(dòng)力電機(jī)D1、主動(dòng)動(dòng)力輪D2、被動(dòng)輪D3，動(dòng)力電機(jī)D1與主動(dòng)動(dòng) 力輪D2連接，主動(dòng)動(dòng)力輪D2和被動(dòng)輪D3分別于所述的后動(dòng)力圈C5和前動(dòng)力圈A5構(gòu)成傳
動(dòng)連接。機(jī)架部分E包括前支架E1和后支架E2，前支架E1與所述的前封頭A6構(gòu)成固定 支撐，后支架E2與所述的冷卻前封頭C6構(gòu)成固定支撐，前支架E1和后支架E2使所述的保 溫筒A1、非金屬活化爐體B1和冷卻保溫筒C1的軸線呈前封頭A6端高，冷卻前封頭C6端低 的傾斜設(shè)置。使用時(shí)，經(jīng)分選合格的活性炭活化原料，首先通過前封頭A6上的帶鎖氣閥的進(jìn)料 口 A2，進(jìn)入保溫筒A1內(nèi)，動(dòng)力電機(jī)D1通過主動(dòng)動(dòng)力輪D2、后動(dòng)力圈C5帶到保溫筒A1、非金 屬活化爐體B1和冷卻保溫筒C1轉(zhuǎn)動(dòng)，在預(yù)熱楊料板A4作用下，均勻布滿在保溫筒A1，開 啟微波發(fā)射源B2，非金屬活化爐體B1內(nèi)快速加熱，物料在活化楊料板B6作用下在向非金 屬活化爐體B1內(nèi)移動(dòng)，經(jīng)非金屬活化爐體B1進(jìn)行活化處理，經(jīng)活化完成的物料經(jīng)保溫楊料 板C4作用經(jīng)后封頭C6上的帶鎖氣閥的出料口 C2排除，過熱蒸汽經(jīng)水蒸氣進(jìn)口 A3進(jìn)入保 溫筒A1、非金屬活化爐體B1，飽和水蒸汽經(jīng)后封頭C6上的水蒸氣出口 C3排除，進(jìn)入余熱利 用系統(tǒng)，活化過程完成。本實(shí)用新型實(shí)施例中，主動(dòng)動(dòng)力輪D2、被動(dòng)輪D3、后動(dòng)力圈C5和前動(dòng)力圈A5為摩 擦輪結(jié)構(gòu)，主動(dòng)動(dòng)力輪D2與后動(dòng)力圈C5，被動(dòng)輪D3和前動(dòng)力圈A5分別構(gòu)成摩擦輪傳動(dòng)副。 解決由于操作溫度高、熱變形量大，常規(guī)的齒輪傳動(dòng)極易卡死的技術(shù)缺陷，摩擦傳動(dòng)以保障 設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性。本實(shí)用新型實(shí)施例中，為保證每組微波發(fā)射源B2之間不發(fā)生干涉損毀微波發(fā)射 源，設(shè)置在微波發(fā)射源支架B3上的每組微波發(fā)射源B2在同一圓周上呈均布的相互之間不 在同一徑線上的五星形排列設(shè)置。本實(shí)用新型實(shí)施例中，非金屬活化爐體B1為陶瓷澆筑的爐體。材料為99%氧化鋁陶瓷。
權(quán)利要求一種垃圾微波裂解生產(chǎn)活性炭使用的微波加熱回轉(zhuǎn)活化爐，其特征在于(1)、微波加熱回轉(zhuǎn)活化爐包括爐體預(yù)熱部分A、爐體活化部分B、冷卻保溫部分C、動(dòng)力部分D和機(jī)架部分E；(2)、所述的爐體預(yù)熱部分A包括保溫筒(A1)、帶鎖氣閥的進(jìn)料口(A2)、水蒸氣進(jìn)口(A3)、預(yù)熱楊料板(A4)、前動(dòng)力圈(A5)和前封頭(A6)，所述的帶鎖氣閥的進(jìn)料口(A2)和水蒸氣進(jìn)口(A3)設(shè)置在前封頭(A6)的端面上，預(yù)熱楊料板(A4)均布設(shè)置在保溫筒(A1)的內(nèi)壁上，前封頭(A6)套裝在保溫筒(A1)的一端并與保溫筒(A1)構(gòu)成密封的可相對轉(zhuǎn)動(dòng)的活動(dòng)連接，前動(dòng)力圈(A5)設(shè)置在保溫筒(A1)的外圓上；(3)、所述的爐體活化部分B包括非金屬活化爐體(B1)、微波發(fā)射源(B2)、微波發(fā)射源支架(B3)、隔熱層(B4)、微波屏蔽罩(B5)和活化楊料板(B6)，微波發(fā)射源(B2)沿非金屬活化爐體(B1)的同一徑向?yàn)橐唤M均布設(shè)置在微波發(fā)射源支架(B3)上，多組微波發(fā)射源(B2)沿非金屬活化爐體(B1)軸向均布設(shè)置，微波發(fā)射源支架(B3)與非金屬活化爐體(B1)之間設(shè)置有隔熱層(B4)和微波屏蔽罩(B5)；(4)、所述的冷卻保溫部分C包括冷卻保溫筒(C1)、帶鎖氣閥的出料口(C2)、飽和水蒸氣進(jìn)口(C3)、保溫楊料板(C4)、后動(dòng)力圈(C5)和后封頭(C6)，所述的帶鎖氣閥的出料口(C2)和飽和水蒸氣出口(C3)設(shè)置后封頭(C6)上，保溫楊料板(C4)均布設(shè)置在冷卻保溫筒(C1)的內(nèi)壁上，后封頭(C6)套裝在冷卻保溫筒(C1)的一端并與冷卻保溫筒(C1)構(gòu)成密封的可相對轉(zhuǎn)動(dòng)的活動(dòng)連接，后動(dòng)力圈(C5)設(shè)置在冷卻保溫筒(C1)的一端上，保溫楊料板(C4)均布設(shè)置在保溫楊料板(C4)的內(nèi)壁上，后動(dòng)力圈(C5)固定設(shè)置在冷卻保溫筒(C1)外圓上；(5)、所述的保溫筒(A1)、非金屬活化爐體(B1)和冷卻保溫筒(C1)空腔內(nèi)徑相同，同軸線固定密封連通；(6)、所述的動(dòng)力部分D包括動(dòng)力電機(jī)(D1)、主動(dòng)動(dòng)力輪(D2)、被動(dòng)輪(D3)，動(dòng)力電機(jī)(D1)與主動(dòng)動(dòng)力輪(D2)連接，主動(dòng)動(dòng)力輪(D2)和被動(dòng)輪(D3)分別于所述的后動(dòng)力圈(C5)和前動(dòng)力圈(A5)構(gòu)成傳動(dòng)連接；(7)、所述的機(jī)架部分E包括前支架(E1)和后支架(E2)，前支架(E1)與所述的前封頭(A6)構(gòu)成固定支撐，后支架(E2)與所述的冷卻前封頭(C6)構(gòu)成固定支撐，前支架(E1)和后支架(E2)使所述的保溫筒(A1)、非金屬活化爐體(B1)和冷卻保溫筒(C1)的軸線呈前封頭(A6)端高，冷卻前封頭(C6)端低的傾斜設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾微波裂解生產(chǎn)活性炭使用的微波加熱回轉(zhuǎn)活化爐，其特 征在于所述的主動(dòng)動(dòng)力輪(D2)、被動(dòng)輪(D3)、后動(dòng)力圈(C5)和前動(dòng)力圈(A5)為摩擦輪結(jié) 構(gòu)，主動(dòng)動(dòng)力輪(D2)與后動(dòng)力圈(C5)，被動(dòng)輪(D3)和前動(dòng)力圈(A5)分別構(gòu)成摩擦輪傳動(dòng) 副。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾微波裂解生產(chǎn)活性炭使用的微波加熱回轉(zhuǎn)活化爐，其特 征在于所述的設(shè)置在微波發(fā)射源支架(B3)上的每組微波發(fā)射源(B2)在同一圓周上呈均 布的相互之間不在同一徑線上的五星形排列設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波加熱回轉(zhuǎn)活化爐，其特征在于非金屬活化爐體(Bi)為 陶瓷澆筑的爐體。
專利摘要垃圾微波裂解生產(chǎn)活性炭使用的微波加熱回轉(zhuǎn)活化爐包括爐體預(yù)熱部分A、爐體活化部分B、冷卻保溫部分C、動(dòng)力部分D和機(jī)架部分E。本實(shí)用新型的有益效果是，充分利用微波的加熱的致熱效應(yīng)和非致熱效應(yīng)，在活化過程中微波既可以作為加熱介質(zhì)，同時(shí)由于固定碳分子受微波輻射后其揮發(fā)份析出完全，活化過程炭粒通孔和開孔性能遠(yuǎn)高于常規(guī)加熱模式，可以有效提高炭的品味。采用外置式的微波加熱，既實(shí)現(xiàn)能量的良好傳遞，又充分體現(xiàn)微波加熱由內(nèi)而外的特性。炭化及活化過程在回轉(zhuǎn)爐內(nèi)不斷翻轉(zhuǎn)加熱，物料受熱均勻，熱輻射面積大，升溫速度快，既可以防止結(jié)焦又實(shí)現(xiàn)較短的反應(yīng)時(shí)間?；剞D(zhuǎn)加熱過程物料無滯留，筒體內(nèi)分布均勻，流量控制極為方便。
文檔編號(hào)C01B31/10GK201587862SQ200920261378
公開日2010年9月22日 申請日期2009年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
發(fā)明者佟東生, 李新躍, 楊啟才, 王新平, 王照壹, 王長友 申請人:深圳市兗能投資管理有限公司