有机废弃物资源化的无污染处理方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种有机废弃物资源化的无污染处理方法及其装置，本发明专利技术中所使用的裂解反应装置是将加热炉与反应炉区隔，反应炉外壁包覆一与加热炉烟气道相通的热夹套，利用加热炉所产生的热进行加温，反应炉、焦炭初次处理的焦炭中挥发份可减少至５０％，而反应炉中的有机物可以维持在一英寸以下的碎片形态进行裂解，裂解时于反应炉中经搅拌轴缓缓持续搅动，以增进传热及反应效果。本发明专利技术以大量、快速、无二次公害的处理方式，将废轮胎等有机废弃物裂解转化为优良品质的油、气及焦炭等可以全部回收的洁净资源。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】有机废弃物资源化的无污染处理方法及其装置本专利技术涉及有机废弃物资源化的无污染处理方法及该方法中使用的专用装置。由于石化工业的迅速发展，加上汽车工业在近几十年来快速发展，使得轮胎、塑胶成品的使用量大增，而废轮胎、塑胶等有机废弃物的处理一直是为环保单位最为头痛的难题，因为有机废弃物不易腐化，不适合掩埋处理。若未对其妥善处理将对环境造成严重的冲击，以至于过去几十年来科学家、工程师们不断致力于废轮胎等有机废弃物的回收研究。其中最为常见的是以掩埋、热裂解、铺路、辅助燃料、再生原料等方式处理有机废弃物。然而，由于全球人口不断激增使得土地资源有限，而不适合再持续以掩埋的方式处理有机废弃物；又，以一般废轮胎为例若由传统的热裂解方式进行裂解，废轮胎必须待500℃的温度以上才会开始反应，且温度必须于800℃～1000℃才能裂解完成，其不但所需加热时间长、处理量不易扩大而不经济，且所需设备造价高、安全性低，加上其产制的焦碳品质不佳，精制焦碳的成本过高，以美国为例，其于过去十五年来虽有超过三十六种的裂解方法被发展，但由于成本过高至今只有少数裂解厂在运转，直到1997年止以传统热裂解处理废轮胎的数量仅占全美废轮胎种数的0.14％。以有机废弃物中质量最大的轮胎为例，其成份以天然橡胶(NR)及合成橡胶-苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、顺-聚丁二烯橡胶(BR)为大宗，再渗配碳黑、抗氧化剂、硫化剂等填加剂。一般轮胎的外胎面中约有65％～70％以SBR为主，而BR的使用量仅次于SBR，乃因为BR在高温下保有较NR佳的弹能，部份高级胎以BR取代NR和SBR渗配作为胎身主料。以热裂解技术应用于废轮胎的处理已行之有年；热裂解主要是在无氧、高温下，固体废弃物巨大分子链被切断、裂解产生有用的气、油及焦碳资源物，其-->有别于通入空气在高温下直接与废弃物接触燃烧的焚化方式，焚化最终的产物为二氧化碳、水蒸气及灰份，其焚化时所产生的高温烟道气虽可回收热能产生蒸气、发电，但其作法仍是以消极的方式解决废轮胎的存在，其不但无法将废弃物转成有用的资源，于焚化过程中所产生的二氧化碳等废气更对环境直接造成污染危害。以热裂解处理有机废弃物的方法，虽可经由将有机废弃物转换成可回收的资源油、裂解气及焦碳等产物，但传统热裂解反应的方式，是将有机废弃物置于横卧的反应炉中，以持续直接对反应炉加热的方式将所有有机物碎片分解成焦碳及裂解气，并于所有反应完成后将裂解气冷却获取资源油，以及将残余物冷却以获得焦碳；但由于资源油品质与裂解物分子结构与裂解温度有很大关系，因为裂解气中硫化氢的存在是因为裂解物长分子链产生断裂，生成烯烃分子及氢气，而氢气再与裂解物交链结构分子中的硫份在高温下发生「加氢脱硫」反应而来，故裂解温度愈高，时间愈长，气体产率会愈多，亦即裂解温度愈高，油产率愈多，但温度过高时，部份油气易于产生「加氢裂解」反应，油产率反而下降，裂解气的比例会升高(C3～C5成份较多)。再者，由于有机废弃物的导热系数很低，传热速率很慢，传统热裂解往往为了增加裂解速率，降低焦碳挥发份比例，一直提高裂解温度，恕不知过高的裂解温度，反而会造成焦碳结构形态改变，非常不利于制作碳黑。综上所述，以传统热裂解处理有机废弃物的方法，虽可将有机废弃物转换成有用的资源油、裂解气及焦碳，但由于其整体废弃物的裂解反应是在同一反应炉中开始直至反应结束，故反应炉所需的反应温度高、每一批次的反应时间长，相对使得每一批次的处理最有限；尤其，裂解反应的过程不易监控，以至于无法获得良好品质的焦碳，以及资源油产量低，且反而会产生过多的含有硫份的裂解气，而无法真正有效的将有机废弃物资源化。于是，本专利技术的主要目的是提供一种有机废弃物资源化的无污染处理方法，利用该方法克服传统热裂解方法裂解时间长、温度高，产制焦碳品-->质不佳等缺点，而可以大量、快速、及无二次公害的处理方式，将有机废弃物裂解转化为优良品质的焦碳、油、气等可以全部回收的洁净资源。本专利技术的另一目的是同时设计了一种用于有机废弃物资源化的无污染处理装置，借此达到有效处理有机废弃物达到环境保护的功能，其所产生的优质再生能源更符合联合国Fccc全球气候纲要公约。本专利技术的目的是这样实现的：一种有机废弃物资源化的无污染处理方法，其主要是于废弃物裂解反应后段，设有对焦碳进行二次裂解的程序，以对裂解完成百分之八十的焦碳自反应炉中输出，并单独予以加温以进行后续百分之二十的精炼，以去除残存于焦碳中的挥发份，藉以缩减整体裂解反应的时间，不但可增加反应炉每一批次裂解的处理量，以及增进反应效果、加快反应速率，并可避免焦碳于反应炉中过度加温或反应时间过长而造成形态改变，藉以获得更质纯的焦碳，以利再进一步精炼作为碳黑或活性碳的原料。为配合上述方法的实施，本专利技术特提供一种有机废弃物资源化的无污染处理装置，其整体裂解反应装置中包括有区隔设置的反应炉与加热炉；其特征在于：该反应炉的后段设有用以处理裂解反应生成的焦碳的焦碳一次处理槽、焦碳二次处理槽及焦碳冷却槽，其焦碳由反应炉排出后先进入焦碳一次处理槽中，经由焦碳一次处理槽中的搅拌器翻搅使部份残留的挥发份排出，排出的焦碳则再进入焦碳二次处理槽中，依序由第一搅送筒、第二搅送筒及第三搅送筒的轮流翻搅推送，于搅送过程中并同时加热使焦碳进行二次裂解反应，前述的反应皆是在真空状态下操作，以完成释出挥发份，精炼后的焦碳最后进入焦碳冷却槽以取得精质的焦碳，以利再加工成碳黑或活性碳原料。该反应炉具有一密封式的且具有优良热传导率的炉体，在该炉体外壁包覆一与加热炉的烟气道相通的热夹套，该热夹套分别具有一与加热炉的烟气道相通的热气入口，以及一用以将热气循环排放的热气出口，而该热夹套的热气出口则再与另一设于焦碳第二处理槽的热夹套相通，使加热炉-->的热气得以先进入反应炉的热夹套对反应炉完成加温后，再进入焦碳二次处理槽的热夹套，以对焦碳二次处理槽进行加温。该反应炉的热夹套在热气入口与热气出口间并设有多道分隔板，在分隔板上以适当的间距布设有通气孔，以当热气由热气入口进入热夹套中时，其热气可以较为和缓的速度经由通气孔依序进穿过各分隔板最后再由热气出口排出热夹套，而可大幅增加反应炉受热的时间。该反应炉于炉体外壁在热夹套的包覆范围内布设有传热歧片以增加受热效果。该反应炉的顶部分别设有碎片入口、触媒入口、排气口以及加压管道，而炉体的下方则设有一用以排放焦碳的排放闸。该反应炉的炉体内部直立穿设有一搅拌轴，该搅拌轴主要是由炉体外的驱动马达加以带动旋转，搅拌轴在炉体的内部穿设有采交替的方式配置的正旋向搅拌片与逆旋向搅拌片。配合裂解反应的需要设有用以处理裂解所生成油气的初分离槽、冷凝器、瓦斯储存槽；用以处理油气冷却后生成资源油的资源油一次处理槽、储油槽，以及裂解前置作业的破碎机；在整体装置中，并由各疏通管路连接于前述各机组间以自动完成裂解气、资源油及焦碳的运送。该加热炉的前段设有一预热器。通过上述技术方案，本专利技术至少具有下述几项优点：(一)本专利技术的方法利用在反应炉的后段设有一焦碳一次处理槽以及一焦碳二次处理槽，约于焦碳成份完成百分之八十时，即将焦碳自反应炉中输出，进入后续的一次处理槽及二次处理槽中，以单独加温进一步去除残留挥发份，而可缩减整体裂解反应的时间，不但可增加反应炉每一批次裂解的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机废弃物资源化的无污染处理方法，其主要是于废弃物裂解反应后段，设有对焦碳进行二次裂解的程序，以对裂解完成百分之八十的焦碳自反应炉中输出，并单独予以加温以进行后续百分之二十的精炼，以去除残存于焦碳中的挥发份，藉以缩减整体裂解反应的时间，不但可增加反应炉每一批次裂解的处理量，以及增进反应效果、加快反应速率，并可避免焦碳于反应炉中过度加温或反应时间过长而造成形态改变，藉以获得更质纯的焦碳，以利再进一步精炼作为碳黑或活性碳的原料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1、一种有机废弃物资源化的无污染处理方法，其主要是于废弃物裂解反应后段，设有对焦碳进行二次裂解的程序，以对裂解完成百分之八十的焦碳自反应炉中输出，并单独予以加温以进行后续百分之二十的精炼，以去除残存于焦碳中的挥发份，藉以缩减整体裂解反应的时间，不但可增加反应炉每一批次裂解的处理量，以及增进反应效果、加快反应速率，并可避免焦碳于反应炉中过度加温或反应时间过长而造成形态改变，藉以获得更质纯的焦碳，以利再进一步精炼作为碳黑或活性碳的原料。2、一种有机废弃物资源化的无污染处理装置，其整体裂解反应装置中包括有区隔设置的反应炉与加热炉；其特征在于：该反应炉的后段设有用以处理裂解反应生成的焦碳的焦碳一次处理槽、焦碳二次处理槽及焦碳冷却槽，其焦碳由反应炉排出后先进入焦碳一次处理槽中，经由焦碳一次处理槽中的搅拌器翻搅使部份残留的挥发份排出，排出的焦碳则再进入焦碳二次处理槽中，依序由第一搅送筒、第二搅送筒及第三搅送筒的轮流翻搅推送，于搅送过程中并同时加热使焦碳进行二次裂解反应，前述的反应皆是在真空状态下操作，以完成释出挥发份，精炼后的焦碳最后进入焦碳冷却槽以取得精质的焦碳，以利再加工成碳黑或活性碳原料。3、如权利要求2所述的有机废弃物资源化的无污染处理装置，其特征在于：该反应炉具有一密封式的且具有优良热传导率的炉体，在该炉体外壁包覆一与加热炉的烟气道相通的热夹套，该热夹套分别具有一与加热炉的烟气道相通的热气入口，以及一用以将热气循环排放的热气出口，而该热夹套的热气出口则再与另一设于焦碳第二处理槽的热夹套相通，使加热炉的热气得以先进...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈黄传，
申请(专利权)人：陈黄传，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]