高含水率有機物炭化或活化設備及炭化或活化工藝的制作方法
【專利摘要】本申請公開了一種高含水率有機物炭化或活化設備，包括擺動式回轉爐，擺動式回轉爐的滾筒的進料端高于出料端，滾筒內依次為干燥段、干餾段、炭化段；滾筒的外部設置有驅動裝置和支撐裝置，分別用于驅動和支撐滾筒繞轉動軸線往復擺動；驅動裝置與擺動控制裝置通過導線連接，用于控制驅動裝置動作；滾筒的外周壁上設置有加熱裝置；炭化段設置有用于通入含氧氣體的氣體導入組件；滾筒的氣相區筒壁上設置有熱解氣出口。由于采用了擺動式回轉爐，因此可以在滾筒外壁上設置加熱裝置、氣體導入組件，保證了對滾筒的各個工藝段的熱處理，與現有的回轉爐相比，簡化了結構和工藝，便于維修，故障率低，提高了使用壽命。本申請還公開了一種炭化或活化工藝。
【專利說明】
高含水率有機物炭化或活化設備及炭化或活化工藝
技術領域
[0001]本發明涉及化工設備技術領域，特別涉及一種高含水率有機物炭化或活化設備。還涉及一種炭化或活化工藝。
【背景技術】
[0002]高含水率有機物是指含水率在10%?60%的不含氯的秸桿、農林廢棄物、污泥、糞便、分選的有機垃圾、低階煤及它們的混合物。高含水率有機物可以生產炭、活性炭。目前生產炭和活性炭的一種設備為回轉爐。
[0003]現有的回轉爐通常由滾筒、爐頭和爐尾組成，其中，爐頭和爐尾固定不動地環繞滾筒的兩端轉動密封，與滾筒的兩端做動靜密封，滾筒通過外部驅動裝置進行連續地旋轉。由于滾筒不斷的連續旋轉，物料只能在爐頭和爐尾進出，滾筒的外周壁上無法安裝其它管道、加熱部件和傳感器，導致無法對滾筒內軸向各位置的物料進行有效的工藝控制，即便能夠達到控制效果，也只能從爐頭或爐尾處進入滾筒內，在滾筒內部設置復雜的管路，結構和工藝都很復雜，維修不方便，故障率高，壽命短。此外，由于爐頭和爐尾環繞滾筒兩端密封連接，滾筒兩端與爐頭和爐尾的密封面較大，因此，滾筒與爐頭和爐尾的密封困難，漏風率高，特別是較高溫度工作狀況的回轉爐，由于爐體的熱脹冷縮及高溫動密封材料的限制，密封效果很差，對生產工藝影響大。
[0004]綜上所述，如何解決現有回轉爐結構和工藝復雜，維修不方便，故障率高的問題，成為了本領域技術人員亟待解決的問題。
【發明內容】
[0005]有鑒于此，本發明的目的在于提供一種高含水率有機物炭化或活化設備，以簡化設備的結構，便于維修，降低故障率，提高使用壽命。
[0006]本發明的另一個目的在于提供一種炭化或活化工藝，提高熱效率。
[0007]為達到上述目的，本發明提供以下技術方案:
[0008]—種高含水率有機物炭化或活化設備，包括繞轉動軸線往復轉動的擺動式回轉爐，所述擺動式回轉爐的滾筒的進料端高于所述滾筒的出料端，所述滾筒內由所述進料端至所述出料端依次為干燥段、干餾段和炭化段;所述滾筒的外部設有驅動裝置和支撐裝置，所述驅動裝置用于驅動所述滾筒繞所述擺動式回轉爐的轉動軸線往復擺動，所述支撐裝置用于轉動支撐所述滾筒繞所述擺動式回轉爐的轉動軸線往復擺動;所述驅動裝置通過導線與擺動控制裝置連接，用于控制所述驅動裝置動作，控制所述滾筒的往復擺動的弧度和頻率;所述滾筒的外筒壁上或筒壁外設置有加熱裝置，所述加熱裝置通過導線或活動導管組件與外部設備連接;所述炭化段設置有用于通入含氧氣體的氣體導入組件;所述滾筒的靠近出料端的氣相區筒壁上設置有熱解氣出口。
[0009]優選的，在上述的高含水率有機物炭化或活化設備中，所述滾筒內的所述炭化段和所述出料端之間還依次設置有活化段和氣固分離段，所述活化段緊鄰所述炭化段設置，所述熱解氣出口設置于所述氣固分離段的氣相區筒壁上，所述活化段設置有所述氣體導入組件和/或設置于所述活化段外筒壁上的電加熱器，所述電加熱器與所述擺動式回轉爐的檢測控制裝置通過導線連接。
[0010]優選的，在上述的高含水率有機物炭化或活化設備中，所述氣體導入組件包括氣體入口和氣體分布管;所述氣體入口設置于所述滾筒的筒壁上，所述氣體入口與所述冷卻介質出口連接;氣體分布管設置于所述滾筒的氣相區和/或固相區，所述氣體分布管與所述氣體入口連通，所述氣體分布管的管壁上沿其軸線開設有多個出氣孔;位于固相區內的所述氣體分布管的出氣孔朝向所述滾筒內壁，且位于固相區內所述氣體分布管的出氣孔的兩側還設置有擋板，所述擋板與滾筒徑向斷面垂直，用于防止物料進入所述出氣孔。
[0011]優選的，在上述的高含水率有機物炭化或活化設備中，所述滾筒內緊鄰出料端的位置還設置有冷卻段，所述冷卻段的筒壁外設置有冷卻夾套，所述冷卻夾套的外壁上開設有冷卻介質進口和冷卻介質出口。
[0012]優選的，在上述的高含水率有機物炭化或活化設備中，所述冷卻介質出口與所述氣體導入組件連通。
[0013]優選的，在上述的高含水率有機物炭化或活化設備中，所述加熱裝置包括:
[0014]設置于所述炭化段和/或所述干餾段上的電加熱器，所述電加熱器與所述擺動式回轉爐的檢測控制裝置導線連通；
[0015]設置于所述干餾段的筒壁外的加熱夾套，所述加熱夾套設置有熱解氣進口和熱解氣排出口。
[0016]優選的，在上述的高含水率有機物炭化或活化設備中，所述熱解氣出口與所述熱解氣進口連通。
[0017]優選的，在上述的高含水率有機物炭化或活化設備中，還包括:
[0018]與所述熱解氣排出口通過活動導管組件連接的組合式凈化冷凝器；
[0019]與所述組合式凈化冷凝器的燃氣出口連接的燃氣風機。
[0020]優選的，在上述的高含水率有機物炭化或活化設備中，還包括:
[0021]燃燒設備；
[0022]設置于所述干燥段的筒壁外的煙氣夾套，所述煙氣夾套的外壁上設置有煙氣進口和煙氣出口，所述煙氣進口通過活動導管組件與所述燃燒設備的排煙口連接。
[0023]優選的，在上述的高含水率有機物炭化或活化設備中，所述燃氣風機的出口與所述燃燒設備連接。
[0024]優選的，在上述的高含水率有機物炭化或活化設備中，還包括:
[0025]引風機，與所述煙氣出口通過活動導管組件連接；
[0026]煙氣凈化機，與所述引風機的出口連接。
[0027]優選的，在上述的高含水率有機物炭化或活化設備中，還包括:
[0028]設置于所述炭化段和所述活化段上的溫度傳感器，所述溫度傳感器與所述檢測控制裝置通過導線連接；
[0029]設置于所述氣體入口上的閥門，所述閥門為手動閥門和/或自動閥門，所述自動閥門與所述檢測控制裝置通過導線連接。
[0030]優選的，在上述的高含水率有機物炭化或活化設備中，還包括設置于所述滾筒上的壓力傳感器，所述壓力傳感器與所述檢測控制裝置通過導線連接。
[0031]優選的，在上述的高含水率有機物炭化或活化設備中，所述干燥段的氣相區筒壁上設置有蒸汽導出口，所述蒸汽導出口通過所述活動導管組件與蒸汽引風機連通。
[0032]優選的，在上述的高含水率有機物炭化或活化設備中，所述蒸汽導出口與所述蒸汽引風機之間還連通設置有蒸汽冷凝器，所述蒸汽冷凝器通過所述活動導管組件與所述蒸汽導出口連接。
[0033]優選的，在上述的高含水率有機物炭化或活化設備中，還包括:
[0034]設置于所述蒸汽導出口或連接所述蒸汽導出口的蒸汽管道上的溫度傳感器，用于檢測經過所述蒸汽導出口的氣體的溫度；
[0035]設置于所述蒸汽管道上或所述蒸汽引風機的進口處的調節閥，用于調節從所述蒸汽導出口經過的氣體流量。
[0036]優選的，在上述的高含水率有機物炭化或活化設備中，所述蒸汽引風機為變頻引風機，用于調節從所述蒸汽導出口經過的氣體流量;還包括設置于所述蒸汽導出口或連接所述蒸汽導出口的蒸汽管道上的溫度傳感器，用于檢測經過所述蒸汽導出口的氣體的溫度。
[0037]優選的，在上述的高含水率有機物炭化或活化設備中，所述蒸汽冷凝器冷凝后得到的不凝氣通入所述燃燒設備中。
[0038]優選的，在上述的高含水率有機物炭化或活化設備中，所述活化段的筒體直徑大于等于所述滾筒的其余工藝段的直徑。
[0039]優選的，在上述的高含水率有機物炭化或活化設備中，還包括與所述擺動式回轉爐的出料裝置的出口連接的冷卻器。
[0040]優選的，在上述的高含水率有機物炭化或活化設備中，所述電加熱器為電熱絲加熱器、電磁加熱器、微波加熱器或等離子加熱器中的一種或多種組合。
[0041]優選的，在上述的高含水率有機物炭化或活化設備中，所述滾筒的兩端為封閉的端面，所述滾筒的進料裝置與所述滾筒的進料端的進料口轉動密封連通，所述進料口的橫截面積小于所述進料端的橫截面積，所述進料口的軸線與所述擺動式回轉爐的轉動軸線重合；
[0042]所述滾筒的出料裝置連通設置于所述滾筒的出料端，與所述出料裝置相互轉動密封配合的位置為滾筒物料出口，所述滾筒物料出口的橫截面積小于所述出料端的橫截面積，所述滾筒物料出口的軸線與所述擺動式回轉爐的轉動軸線重合。
[0043]優選的，在上述的高含水率有機物炭化或活化設備中，還包括設置于所述滾筒內的若干隔板，所述隔板在靠近所述滾筒的固相區的位置設置有開口。
[0044]優選的，在上述的高含水率有機物炭化或活化設備中，還包括設置于所述滾筒內的若干活動鏈條。
[0045]優選的，在上述的高含水率有機物炭化或活化設備中，所述滾筒的固相區設置有翻料板。
[0046]本發明還提供了一種炭化或活化工藝，包括以下步驟:
[0047]SOl、通過電加熱和/或夾套間壁加熱方式對物料依次進行干燥、干餾，發生熱解反應，得到熱解氣和水蒸汽，物料溫度升至400?500°C ；
[0048]S02、通過電加熱和/或通過熱解氣與含氧氣體發生氧化反應放出的熱加熱物料，如果固態產物為炭時，控制物料溫度在500?700°C范圍內，物料發生炭化反應，得到炭，之后進入步驟S04 ；
[0049]如果固態產物為活性炭，控制物料溫度在600?950°C范圍內，物料發生炭化反應，得到炭化料，之后進行步驟S03;
[0050]S03、通過電加熱和/或通過含氧氣體與熱解氣和/或固體物料發生氧化反應放出的熱加熱物料，使物料溫度控制在800?1000°C，炭化料在800?1000°C下與水蒸汽充分接觸活化生成活性炭；
[0051]S04、將炭固體產物與熱解氣進行分離。
[0052]優選的，在上述的炭化或活化工藝中，利用所述步驟S04中分離得到的高溫熱解氣進行所述步驟SOl中的干餾處理，對物料進行夾套間壁加熱。
[0053]優選的，在上述的炭化或活化工藝中，將完成夾套間壁加熱后的熱解氣進行降溫冷凝，分離得到凈化的燃氣，燃燒該燃氣得到高溫煙氣，所述高溫煙氣參與所述步驟SOl中的干燥處理，對物料進行夾套間壁加熱。
[0054]炭化或活化29、根據權利要求28所述的炭化或活化工藝，其特征在于，還包括步驟S05，利用含氧氣體夾套間壁冷卻所述步驟S04中的炭高溫固體產物，所述含氧氣體被加熱后，參與所述步驟S02和所述步驟S03中的與熱解氣和/或固體物料的氧化反應。
[0055]優選的，在上述的炭化或活化工藝中，所述步驟SOl中的物料在完成干燥后且在干餾之前還包括步驟S06:將物料干燥時產生的水蒸汽從干燥工藝中預先抽離出來，減少進入后續工藝的水蒸汽量。
[0056]優選的，在上述的炭化或活化工藝中，所述步驟S06中的水蒸汽的預先抽離操作為:檢測從干燥工藝抽離出來的氣體的溫度，根據氣體的溫度判斷氣體中是否包含干餾工藝中產生的干餾氣體，通過控制抽離出來的氣體的流量，減少隨干燥工藝中的蒸汽一起抽離出來的干餾氣體的量。
[0057]優選的，在上述的炭化或活化工藝中，所述步驟S06中檢測從干燥工藝抽離出來的氣體的溫度設定在100?130°C。
[0058]優選的，在上述的炭化或活化工藝中，還包括步驟S07，對所述步驟S06中預先抽離的水蒸汽進行冷凝分離，得到的不凝氣進行燃燒生成高溫煙氣，參與所述步驟SOl的干燥處理，對物料進行夾套間壁加熱。
[0059]優選的，在上述的炭化或活化工藝中，還包括步驟S08，將完成所述步驟S05中冷卻的固體產物進行第二次間壁冷卻。
[0060]優選的，在上述的炭化或活化工藝中，對所述步驟SOl、所述步驟S02和所述步驟S03中的物料反應溫度進行檢測，根據檢測的溫度控制與熱解氣發生氧化反應的含氧氣體的量和/或控制電加熱的程度和/或控制燃燒產生的煙氣的溫度，以控制反應溫度。
[0061]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
[0062]本發明提供的高含水率有機物炭化或活化設備中，采用繞轉動軸線往復轉動的擺動式回轉爐，擺動式回轉爐的滾筒的進料端高于出料端，則物料在滾筒內由進料端向出料端沿之字形路線往復移動，此過程中依次經過干燥段、干餾段、和炭化段，在滾筒外周壁上的加熱裝置的熱處理作用下，完成相應的干燥、干餾、炭化工藝，生成的熱解氣通過熱解氣出口排出滾筒，生成的炭從出料端排出滾筒。可見，由于采用了擺動式回轉爐，滾筒只在一定弧度范圍內往復擺動，因此，可以在滾筒外壁上設置加熱裝置，加熱裝置可與外部設備通過活動導管組件或導線連線，且不會使活動導管組件或導線纏繞在滾筒上，保證了對滾筒的各個工藝段的熱處理，與現有技術中的回轉爐在滾筒內設置復雜的管路等相比，結構和工藝簡單，便于維修，故障率低，提高了使用壽命。
[0063]本發明提供的炭化或活化工藝中，利用了熱解氣以及炭或活性炭的余熱，提高了熱效率。
【附圖說明】
[0064]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。
[0065]圖1為本發明實施例提供的一種高含水率有機物炭化或活化設備的結構示意圖；
[0066]圖2為本發明實施例提供的另一種高含水率有機物炭化或活化設備的結構示意圖；
[0067]圖3為本發明實施例提供的一種高含水率有機物炭化或活化設備的同心擺動式回轉爐的結構示意圖；
[0068]圖4為本發明實施例提供的一種擺動式回轉爐的擺動過程示意圖；
[0069]圖5為本發明實施例提供的一種擺動回轉爐的氣體分布管的結構示意圖；
[0070]圖6為本發明實施例提供的一種擺動式回轉爐的隔板的結構示意圖；
[0071 ]圖7為本發明實施例提供的一種擺動式回轉爐的翻料板的橫截面示意圖；
[0072]圖8為本發明實施例提供的一種同心擺動回轉爐的驅動裝置和支撐裝置的結構示意圖；
[0073]圖9為本發明實施例提供的另一種同心擺動回轉爐的驅動裝置和支撐裝置的結構示意圖；
[0074]圖10為本發明實施例提供的一種高含水率有機物炭化或活化設備的筒外偏心擺動回轉爐的結構示意圖；
[0075]圖11為本發明實施例提供的一種偏心擺動回轉爐的驅動裝置和支撐裝置的結構示意圖；
[0076]圖12為本發明實施例提供的另一種偏心擺動回轉爐的驅動裝置和支撐裝置的結構示意圖；
[0077]圖13為本發明實施例提供的第三種偏心擺動回轉爐的驅動裝置和支撐裝置的結構示意圖；
[0078]圖14為本發明實施例提供的第四種偏心擺動回轉爐的驅動裝置和支撐裝置的結構示意圖；
[0079]圖15為本發明所述提供的一種高含水率有機物炭化或活化設備的筒內偏心擺動回轉爐的結構示意圖；
[0080]圖16為本發明實施例提供的一種筒外偏心擺動回轉爐的進料裝置的結構示意圖；
[0081]圖17為本發明實施例提供的一種筒外偏心擺動回轉爐的出料裝置的結構示意圖；
[0082]圖18為本發明實施例提供的另一種筒外偏心擺動回轉爐的出料裝置的結構示意圖；
[0083]圖19為本發明實施例提供的第三種筒外偏心擺動偏心回轉爐的出料裝置的結構示意圖；
[0084]圖20為本發明實施例提供的第四種筒外偏心擺動偏心回轉爐的出料裝置的結構示意圖。
[0085]在圖1-圖20中，I為進料裝置、101第一插板閥、102為第二插板閥、2為滾筒、3為托圈、4為齒圈、5為活動導管、501為分管、502為旋轉接頭、6為出料裝置、601為外部固定出料管、602為下料管、7為翻料板、8為溫度傳感器、9為電控柜、10為電機、11為主動齒輪、12為托輪、13為活動鏈條、14為隔板、15為配重平衡塊、16為支撐輥、17為支撐架、18為直通式旋轉接頭、19為加熱夾套、191為熱解氣進口、192為熱解氣排出口、20為電加熱器、21為熱解氣出口、22為冷卻器、23為冷卻夾套、231為冷卻介質出口、24為氣體分布管、241為出氣孔、25為氣體入口、26為閥門、27為煙氣夾套、271為煙氣進口、272為煙氣出口、28為組合式凈化冷凝器、29為燃氣風機、30為擋板、31為引風機、32為煙氣凈化機、33為燃燒設備、34為蒸汽導出口、35為蒸汽引風機、36為蒸汽冷凝器、A為擺動式回轉爐的轉動軸線、B為滾筒的軸線。
【具體實施方式】
[0086]本發明的核心是提供了一種高含水率有機物炭化或活化設備，簡化了設備結構和工藝，便于維修，故障率低，提高了使用壽命。
[0087]本發明還提供了一種炭化或活化工藝，提高了熱效率。
[0088]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0089]請參考圖1-圖3、圖10和圖15，本發明實施例提供了一種高含水率有機物炭化或活化設備，包括繞轉動軸線往復轉動的擺動式回轉爐，擺動式回轉爐分為中心擺動式回轉爐和偏心擺動式回轉爐，圖3為同心擺動回轉爐的結構示意圖，即回轉爐的轉動軸線A與滾筒2的軸線B重合；圖10中為筒外偏心擺動回轉爐，即回轉爐的轉動軸線A不與滾筒2的軸線B重合，且回轉爐的轉動軸線A位于滾筒2的外部；圖15為筒內偏心擺動回轉爐的結構示意圖，SP回轉爐的轉動軸線A位于滾筒2內部，且回轉爐的轉動軸線A不與滾筒2的軸線B重合。這三種擺動式回轉爐均包括滾筒2、驅動裝置、支撐裝置、進料裝置1、出料裝置6、擺動控制裝置和檢測控制裝置。
[0090]其中，驅動裝置設置于滾筒2的外部，用于驅動滾筒2繞擺動式回轉爐的轉動軸線往復擺動。
[0091]支撐裝置設置于滾筒2的外部，用于轉動支撐滾筒2繞擺動式回轉爐的轉動軸線A往復擺動。
[0092]擺動控制裝置設置于滾筒2的外部，與驅動裝置通過導線連接，用于控制驅動裝置動作，通過控制驅動裝置進而控制滾筒2往復擺動的弧度和頻率，本實施例中，滾筒2往復擺動的弧度優選為60°?360°，更優選為180°?270°。
[0093]滾筒2的兩端分別是進料端和出料端，且進料端高于滾筒2的出料端，優選地，滾筒2的軸線與水平面之間的夾角為1°?15°。使物料在滾筒2中可以依靠自重由進料端向出料端自行慢慢滑動，更加方便出料，且滑行速度適中，以完成各項工藝為準。滾筒2內由進料端至出料端依次為干燥段1、干餾段Π、炭化段ΙΠ;滾筒2的外周壁上設置有加熱裝置，根據需要在不同的工藝段設置加熱裝置，加熱裝置通過導線或活動導管組件5與外部設備連接;炭化段m內設置有用于通入含氧氣體(空氣、富氧空氣或氧氣)的氣體導入組件，含氧氣體參與炭化反應;滾筒2的靠近出料端的氣相區筒壁上設置有熱解氣出口 21，對于生產炭的高含水率有機物炭化或活化設備，熱解氣出口 21優選地設置在炭化段m的氣相區筒壁上。
[0094]上述高含水率有機物炭化或活化設備在工作時，如圖1和圖2所示，通過進料裝置I向滾筒2中輸送高含水率有機物物料(以下簡稱物料)，通過擺動控制裝置控制驅動裝置動作，驅動裝置驅動滾筒2往復擺動，在滾筒2的傾斜角度作用下，以及滾筒2的往復擺動下，物料沿之字形軌跡逐漸向出料端移動，依次經過干燥段1、干餾段Π、炭化段m，此過程中，通過加熱裝置對需要加熱的工藝段進行加熱，滿足各工藝段的物料反應溫度要求。物料在干燥段I加熱產生水蒸汽，水蒸汽混入熱解氣中，干餾段Π內加熱發生熱解反應，生成熱解氣；物料和熱解氣繼續移動，經過炭化段m時，物料被繼續加熱，在高溫下固體物料和/或熱解氣中的焦油和燃氣與通過氣體導入組件導入的含氧氣體發生氧化反應，放出大量熱，物料在高溫下發生炭化反應，通過控制反應溫度，得到炭，最后將炭從出料裝置6中排出。
[0095]上述的高含水率有機物炭化或活化設備采用了擺動式回轉爐，其滾筒2只在一定弧度范圍內往復擺動，因此，可以在滾筒2的外壁上直接設置加熱裝置，加熱裝置通過管道或導線與外部設備連接，且在滾筒2上直接設置氣體導入組件，從而可以在滾筒2內同時設置干燥段1、干餾段Π、炭化段m多個工藝段，能夠滿足多個工藝段對工藝的要求，實現了在一個設備中的一體式完成干燥、干餾和炭化工藝，與現有技術中的回轉爐需要在滾筒內設置內膽、復雜的管路等結構相比，本發明中的設備結構簡單，便于在外部進行維修，故障率降低，提高了使用壽命。
[0096]如圖1所示，在本實施例中，高含水率有機物炭化或活化設備的滾筒2內還設置有冷卻段VI，冷卻段VI位于炭化段m和出料端之間，冷卻段VI的外壁上設置有至少一組冷卻夾套23，每組冷卻夾套23上均開設有冷卻介質進口和冷卻介質出口 231。冷卻夾套23環繞在冷卻段VI的外壁上，通過冷卻介質進口向冷卻夾套23中通入冷卻介質，冷卻介質通過冷卻介質出口 231出來。炭化段ΙΠ的生成的炭在此處被冷卻夾套23冷卻。當然，也可以不在滾筒2內設置冷卻段VI，直接將炭輸送出滾筒2，在滾筒2之后的設備中進行冷卻。設置冷卻段VI可以預先冷卻，提高冷卻效果，同時可用于后續回收高溫炭的余熱加熱含氧氣體。
[0097]進一步地，為了利用高溫炭的余熱，如圖1所示，將冷卻介質出口231與氣體導入組件連通，且冷卻夾套23中通入含氧氣體作為冷卻介質。含氧氣體在冷卻夾套23中被高溫炭間壁加熱，之后，通過氣體導入組件進入炭化段ΙΠ，參與和熱解氣和/或固體物料的氧化反應，放出熱量，對炭化段ΙΠ進行內部加熱。
[0098]如圖1和5所示，本實施例提供一種具體的氣體導入組件，氣體導入組件包括氣體入口 25和氣體分布管24，氣體入口 25設置于滾筒2的筒壁上，對于炭化段ΙΠ，則氣體入口 25設置于炭化段m的筒壁上，氣體分布管24設置與炭化段m的氣相區和/或固相區，且氣體分布管24與氣體入口 25連通，優選地，氣體分布管24為直管，氣體分布管24的軸線平行于滾筒2的軸線，氣體分布管24的兩端封閉，氣體分布管24的管壁上開設有沿氣體分布管24的軸線布置的多個出氣孔241，出氣孔241的孔徑為2mm?15mm。通過氣體入口 28向炭化段ΙΠ內通入含氧氣體，含氧氣體與熱解氣和/或固體物料在高溫下發生氧化反應，放出大量熱，物料在高溫下發生炭化反應。對于設置于炭化段ΙΠ的固相區內的氣體分布管24，其出氣孔241的開口方向優選指向滾筒2的筒壁，為了防止物料通過出氣孔241進入氣體分布管24中，在氣體分布管24的出氣孔241的兩側設置有兩塊擋板30，擋板30的長度方向與氣體分布管24的軸線平行，擋板30與筒體內壁之間存在間隙，從而將出氣孔241防護在兩個擋板30之間，降低了物料進入氣體分布管24的幾率，同時，當物料覆蓋氣體分布管24時，在兩個擋板30之間形成氣體分布通道，氣體流通順暢，并從擋板30與筒體內壁的間隙處以及擋板30的兩端敞口處流出。氣體分布管24的數量根據工藝需求進行設定，在此不做具體限定。
[0099]當然，氣體導入組件還可以是其它結構，氣體分布管24可以是環形結構，在其上均勻設置有出氣孔241。只要能夠向炭化段m通入含氧氣體即可。
[0100]如圖1所示，本實施例提供了一種高含水率有機物炭化或活化設備的加熱裝置，包括電加熱器20和加熱夾套19;其中，電加熱器20設置于炭化段m和/或干餾段Π上，電加熱器20與擺動式回轉爐的檢測控制裝置通過導線連通，通過電加熱器20對炭化煅m或干餾段Π進行加熱。加熱夾套19設置于干餾段Π的外壁上，并覆蓋在干餾段Π的外壁上，加熱夾套19的外壁上設置有熱解氣進口 191和熱解氣排出口 192，優選地，熱解氣進口 191設置在加熱夾套19上靠近炭化段m的位置，熱解氣排出口 192設置在加熱夾套19上靠近干燥段I的位置，增大加熱夾套19與物料的溫差，當然，熱解氣進口 191和熱解氣排出口 192還可以設置在加熱夾套19的其它位置，只要能夠向加熱夾套19內通入加熱介質可以對干餾段Π進行加熱。
[0101]其中，電加熱器20可以是電熱絲加熱器、微波加熱器、電磁加熱器和等離子加熱器中的一種或多種組合，根據實際工藝需要選擇合適的電加熱器20。
[0102]進一步地，在本實施例中，滾筒2上的熱解氣出口21與加熱夾套19上的熱解氣進口191連通，通過設置加熱夾套19，將滾筒2內物料熱解生成的熱解氣導入加熱夾套19內，由于熱解氣從滾筒2內出來后，具有較高的溫度，因此，利用熱解氣的熱量對干餾段Π內的物料進行間壁傳熱，加熱物料，回收熱解氣的余熱，提高了熱效率。本實施例中的熱解氣進口 191位于干餾段π的靠近炭化段m的位置，熱解氣排出口 192位于干餾段Π的靠近干燥段I的位置，這樣設置是為了使熱解氣在加熱夾套19內的流通方向與物料在滾筒2內的移動方向相反，增大溫差，充分利用熱解氣的熱量，提高傳熱效率。
[0103]當然，也可以不設置加熱夾套19，直接在干餾段Π的筒壁上開設熱解氣排出口192，滾筒2內的熱解氣相對物料逆向流通至干餾段Π，直接接觸加熱物料，實現熱解氣的余熱回收。
[0104]如圖1所示，為了進一步利用熱解氣，在本實施例中，高含水率炭化或活化設備還包括組合式凈化冷凝器28、燃氣風機29。其中，組合式凈化冷凝器28與加熱夾套19上的熱解氣排出口 192通過活動導管組件5連接，燃氣風機29與組合式凈化冷凝器28的燃氣出口連接。通過燃氣風機29的抽吸作用，加熱夾套19內的熱解氣被送入組合式凈化冷凝器28中，進行冷凝凈化處理，熱解氣中的焦油和水蒸汽冷凝成液態，得到凈化的燃氣，燃氣可用于送至用戶或其它需要的地方。
[0105]進一步地，為了更好地對滾筒2內的物料進行加熱，本實施例中的高含水率炭化或活化設備還包括燃燒設備33和煙氣夾套27。其中，燃燒設備33可以是燃燒器或燃燒爐，燃燒設備33用于燃燒燃料產生高溫煙氣。煙氣夾套27設置于干燥段I的外壁上，煙氣夾套27的外壁上設置有煙氣進口 271和煙氣出口 272，優選地，煙氣進口 271靠近干餾段Π的位置設置，煙氣出口 272靠近進料端的位置設置，同樣是為了增大溫差，提高傳熱效率，煙氣進口 271通過活動導管組件5與燃燒設備33的排煙口連接。則高溫煙氣進入煙氣夾套27內，對干燥段I的物料進行間壁加熱。
[0106]更進一步地，為了充分利用滾筒2內的熱解氣，在本實施例中，燃氣風機29的出口與燃燒設備33連接，將通過組合式凈化冷凝器28冷凝凈化熱解氣后分離得到的燃氣送入燃燒設備中，燃燒生成高溫煙氣，用于煙氣夾套27中的間壁加熱。
[0107]如圖1所示，本實施例中的高含水率炭化或活化設備還包括引風機31和煙氣凈化機32。引風機31與煙氣夾套27上的煙氣出口 272通過活動導管組件5連接。煙氣凈化機32與引風機31的出口連接。引風機31將煙氣夾套27內完成傳熱的煙氣抽吸送入煙氣凈化機32內進行凈化后排出，保護了環境。
[0108]如圖1所示，為了實現工藝反應溫度的精確檢測和控制，在本實施例中，高含水率有機物炭化或活化設備還包括溫度傳感器8和閥門26。溫度傳感器8設置于炭化段ΙΠ上，用于精確檢測該工藝段內的反應溫度，溫度傳感器8與檢測控制裝置通過導線連接;閥門26設置于氣體入口 25上，閥門26為手動閥門和/或自動閥門，優選為自動閥門，如電動閥門或氣動閥門，自動閥門與檢測控制裝置通過導線連接。檢測控制裝置根據溫度傳感器8檢測的溫度信息，控制氣體入口 25的閥門26開度，通過控制進入的含氧氣體的量，并通過控制電加熱器20的啟閉，實現對滾筒2內相應工藝段的反應溫度的精確控制。具體地，當溫度低于設定下限值時，打開閥門26，使熱解氣與通入的含氧氣體發生氧化反應放出熱，當溫度高于設定上限值時，則關閉閥門26。
[0109]由于本發明采用擺動式回轉爐，因此，可以在滾筒2上設置溫度傳感器8，并通過導線與外部檢測控制裝置連接，導線不會隨滾筒的往復擺動而纏繞在滾筒2上，溫度信號傳遞更加可靠。
[0110]進一步地，本實施例中的高含水率有機物炭化或活化設備還包括設置于滾筒2上的壓力傳感器，壓力傳感器與檢測控制裝置通過導線連接，用于檢測滾筒2內的壓力，更有利于反應的控制。
[0111 ]如圖2所示，由于高含水率有機物在干燥時產生較多的水蒸汽，水蒸汽進入熱解氣中，熱解氣冷凝凈化時被冷凝分離下來，冷凝過程需要消耗大量冷量(冷卻水量)，同時產生較多數量的冷凝黑液需要處理；同時，由于熱解氣中含有大量水蒸汽，從爐中排出的熱熱解氣不能直接燃燒利用(影響燃燒效果:水蒸汽一方面稀釋了燃氣濃度影響燃氣燃燒，另一方面水蒸汽參與燃燒過程中吸熱影響火焰溫度)；水蒸汽在干餾、炭化的過程中，從100°C左右被加熱升高到500?700°C，消耗了大量的能源;如果先在干燥設備中干燥再在炭化或活化設備中干餾、炭化，則增加了設備數量和工藝過程的復雜性。
[0112]為了解決上述的問題，本實施例的高含水率有機物炭化或活化設備還包括設置于干燥段I的氣相區筒壁上的蒸汽導出口 34，蒸汽導出口 34通過活動導管組件5與蒸汽引風機35連通。通過蒸汽引風機35的抽吸作用，將干燥段I加熱有機物料產生的大量水蒸汽預先從干燥段I抽離出來，減少水蒸汽進入后續的工藝段的量。干燥、干餾和炭化可以在一個設備中處理高含水率有機物，簡化了設備和工藝。
[0113]進一步地，本實施例中的高含水率有機物炭化或活化設備還包括蒸汽冷凝器36，蒸汽冷凝器36設置于蒸汽導出口34和蒸汽引風機35之間，水蒸汽從蒸汽導出口34排出，經過蒸汽冷凝器36冷卻形成冷凝水和不凝氣，不凝氣通過蒸汽引風機35排出。保護了蒸汽引風機35不受高溫損壞。
[0114]如圖2所示，為了更好地實現干燥段I的水蒸汽預分離，在本實施例中，在蒸汽導出口 34或連接蒸汽導出口 34的蒸汽管道上設置溫度傳感器8，用于檢測從干燥段I抽離出來經過蒸汽導出口34的氣體的溫度;在蒸汽管道上或蒸汽引風機35的進口處設置調節閥，用于調節從蒸汽導出口34經過的氣體流量。或者不設置調節閥，而是蒸汽引風機35采用變頻引風機，通過變頻引風機控制從蒸汽導出口 34中經過的氣體流量，通過控制氣體流量使氣體中成分為干燥段I內的水蒸汽。由于流量過大，干餾段Π的干餾氣體會補入水蒸汽中，隨水蒸汽從蒸汽導出口 34排出滾筒2。因此，需要控制調節閥的開度，控制從蒸汽導出口 34的氣體流量。調節閥的控制是根據溫度傳感器8對蒸汽導出口 34的氣體檢測的溫度進行的，由于干燥段I的水蒸汽的溫度一般在100?120°C，而干餾段Π產生的干餾氣體溫度一般大于180°C，當溫度傳感器8檢測到的蒸汽導出口 34的氣體溫度為100?130°C，則說明該氣體主要為干燥段I的水蒸汽；當溫度傳感器8檢測到的蒸汽導出口 34的氣體溫度超過水蒸汽的溫度范圍時，則說明氣體中混入了干餾段Π的干餾氣體，需要將調節閥的開度減小或改變變頻引風機的工頻。因此，通過調節閥和變頻引風機控制蒸汽導出口 34的氣體流量使蒸汽導出口34的溫度控制在100?130°C，更優選為110?120°C之間，從而實現含水率較高的有機物料在干燥段I產生的水蒸汽預分離。避免大量水蒸汽隨有機物料經歷干餾過程的高溫過程并進入干餾熱解氣中，從而降低了有機物料干餾過程的能耗，以及減少了干餾熱解氣中的水蒸汽含量，相應減少了干餾熱解氣冷凝黑液的產量，提高了冷凝黑液的濃度，有利于冷凝黑液的資源化利用。
[0115]如圖2所示，由于不凝氣可燃，為了利用預分離水蒸汽中冷凝分離得到的不凝氣，在本實施例中，將蒸汽冷凝器36冷凝后得到的不凝氣通入燃燒設備33中。具體地，可將蒸汽引風機35的出口與燃燒設備33連接，直接將不凝氣通入燃燒設備33中。或者將蒸汽引風機35的出口與燃氣風機29的出口匯合后，一起連接于燃燒設備33上，使不凝氣與冷凝熱解氣后得到的燃氣混合后通入燃燒設備33。或者，只采用燃氣風機29，將蒸汽冷凝器36中的不凝氣經調節閥后抽吸送入燃燒設備33中，只要能夠將不凝氣送入燃燒設備33中即可。
[0116]在本實施例中，高含水率有機物炭化或活化設備還包括冷卻器22，如圖1和圖2所示，冷卻器22與出料裝置6的出料口連接，冷卻器22中設置有用于通入冷卻水的水套和/或盤管，在冷卻段IV完成間壁冷卻的炭進入冷卻器22中進一步間壁冷卻，直至常溫，得到炭產品O
[0117]如圖1-圖2、圖6所示，本實施例中的高含水率有機物炭化或活化設備還包括設置于滾筒2內的若干隔板14，具體地，可在干燥段1、干餾段Π、炭化段ΙΠ和冷卻段IV之間設置隔板14，還可以在每個工藝段內設置隔板14。優選地，隔板14的板面垂直于滾筒2的軸線，且隔板14的位于滾筒2的固相區的部位設置有開口。設置隔板14的目的是為了將滾筒2分成若干溫度區間，使滾筒2沿其軸線方向存在溫度梯度，這樣可以更好地實現傳熱，提高傳熱效率。隔板14上的開口位于滾筒2的固相區內，能夠使物料從開口處通過，進入下一溫度區間。當然，也可以不設置隔板14，只是沒有設置隔板14后的溫度梯度明顯，傳熱效果不如設置隔板14后的好。
[0118]進一步地，如圖1、圖2和圖4所示，在本實施例中，高含水率有機物炭化或活化設備還包括設置于滾筒2內的若干活動鏈條13。活動鏈條可設置于各個工藝段內，活動鏈條13可以設置在滾筒2的內壁上，活動鏈條13—端固定在滾筒2內壁上，另一端不固定，或者兩端均固定在滾筒2的內壁上，隨著滾筒2的往復擺動，活動鏈條13在滾筒2內相對壁面不斷滑動，一方面可以將附著在壁面上的物料清理下來，另一方面，活動鏈條13可以推動物料向出料端移動，方便物料的輸送。活動鏈條13還可以加強筒壁向物料的傳熱。活動鏈條13還可以設置于隔板14上，活動鏈條13的兩端分別固定于隔板14的兩個板面上，活動鏈條13穿過隔板14的開口，隨著滾筒2的往復擺動，活動鏈條13可在開口處往復擺動，防止隔板14堵塞；當然，穿過隔板14的活動鏈條的兩端還可以固定在滾筒2的上部筒壁上，或者一端固定在滾筒2的筒壁上，另一端固定在隔板14的板面上，穿過隔板14開口的活動鏈條13可以懸空，也可以部分與滾筒2的內壁接觸滑動，優選接觸滑動，可防止物料結壁，提高傳熱效率。當然，活動鏈條13的安裝形式并不局限于本實施例所列舉的形式。
[0119]更進一步地，如圖1、圖2、圖7和圖9所示，本實施例中的高含水率有機物的炭化或活化設備還包括設置于干燥段I和干餾段Π的固相區的翻料板7，翻料板7的長度方向與滾筒2軸線平行，隨著滾筒2的擺動，翻料板7將物料翻起，使物料充分打散，提高加熱效率。優選地，對于同心擺動回轉爐和筒內偏心擺動回轉爐，在出料端靠近出料裝置6的位置設置翻料板7，可以更方便地將物料導向至出料裝置6。而對于筒外偏心擺動回轉爐，在出料端可以不設置翻料板7。
[0120]上述高含水率有機物炭化或活化設備的生產炭的工藝過程如下:
[0121]擺動式回轉爐運行時，滾筒2按順時針方向和逆時針方向交替轉動運行，待處理的高含水率有機物物料(以下簡稱物料)通過進料裝置I輸送到滾筒2內，物料隨著滾筒2的擺動旋轉在滾筒2內翻滾滑動并沿著坡度向出料端沿之字形路線移動，活動鏈條13隨物料滑動，可防止物料粘壁，并能提高傳熱效率。物料依次經過干燥段1、干餾段Π，在干燥段I被煙氣夾套27中600?1000°C的高溫煙氣間壁加熱蒸發出水蒸汽，并混入熱解氣中，在干餾段Π被加熱夾套19中的700?950°C的熱解氣間壁加熱干餾熱解升溫到400?500°C;熱解過程十分復雜，結果是大分子炭水化合物的鍵被打碎，析出大量揮發份(主要包括H2、CO、CO2、CH4、焦油和其他炭氫化合物)進入熱解氣中，產生大量的焦油、水蒸汽和燃氣。物料繼續向出料端移動進入炭化段m，固體物料和/或熱解氣中富含的焦油和燃氣與從氣體導入組件中通入的含氧氣體發生氧化反應放出熱，使炭化段m溫度提高到500?950°C，物料被炭化，炭化段m的溫度控制在500?700°c，得到炭。炭化段m的溫度由溫度傳感器8監測，并通過檢測控制裝置自動控制連接在氣體入口上的閥門26的開度，控制通入含氧氣體的量，或者控制電加熱器20來控制溫度。
[0122]熱解氣與炭分離后，通過熱解氣出口21排出滾筒2;炭沿擺動式回轉爐坡度方向進入冷卻段VI，被冷卻夾套23中的氣態介質冷卻，氣態冷卻介質是含氧氣體，含氧氣體在冷卻夾套23中冷卻高溫活性炭時被加熱，之后從氣體入口 25進入炭化段ΙΠ內參與氧化反應;炭順著坡度移動進入出料端，通過出料裝置6進入冷卻器22，被冷卻器22中冷卻水冷卻至常溫O
[0123]800?950°C高溫的熱解氣在燃氣風機29的抽吸作用下從熱解氣出口 21排出滾筒2后，進入加熱夾套19內，高溫熱解氣在加熱夾套19中從干餾段Π向進料端流動，熱解氣的流動方向與進入滾筒2內的物料的移動方向相反，實現間壁傳熱，使物料逐步升溫到400?500°C;高溫熱解氣則逐步換熱量降到200?400°C，在燃氣風機29的抽吸作用下從熱解氣排出口 192排出。之后送入組合式凈化冷凝器28中被冷卻水降溫至30?50°C，熱解氣中的焦油、水蒸汽被冷凝成液態，分離出凈化的燃氣，燃氣風機29將燃氣送入燃燒設備33內燃燒，燃氣風機29的抽吸使回轉爐內保持1?200P負壓。
[0124]燃氣在燃燒設備33中與空氣混合燃燒，產生600?1000°C高溫的煙氣，在引風機31的抽吸作用下通過活動導管組件5進入煙氣夾套27的煙氣進口 271，高溫煙氣在煙氣夾套27中對干燥段I內的物料進行間壁加熱，煙氣進口 271靠近干餾段Π設置，煙氣出口 272靠近進料端設置，目的是使煙氣在煙氣夾套27內的流動方向與物料在干燥段I內的移動方向相反，提高傳熱效率。煙氣溫度降到120?300°C后被引風機31抽出煙氣夾套27，進入煙氣凈化機32內凈化后排放。
[0125]高含水率有機物在干燥段I產生的水蒸氣通過蒸汽導出口34排出，并經過蒸汽冷凝器36冷凝分離得到不凝氣，不凝氣送入燃燒設備33中進行燃燒，得到的高溫煙氣送入煙氣夾套27內，對干燥段I進行間壁加熱。
[0126]擺動式回轉爐啟動時，首先加入物料后，啟動電加熱器20，將炭化段m的物料加熱并通入含氧氣體，與部分物料發生氧化放熱反應，當炭化段m升溫到400?500°C生物質自燃溫度條件并進一步升溫時，關閉電加熱器20，繼續通入含氧氣體，炭化段m溫度提高到500?950°C，在炭化段m通過溫度傳感器8監測和調節氣體入口 25上的閥門26開度，控制通入含氧氣體的量來控制炭化段m的溫度。
[0127]可以看出，本發明中的高含水率有機物炭化或活化設備能夠一體式完成高含水率有機物的干燥、干餾和炭化等多個工藝。通過回收熱解氣、炭的熱量，提高了設備的熱效率和炭的產量。能夠通過溫度傳感器8、閥門26、電加熱器20和控制裝置實現設備的自動溫控和自動化生產。
[0128]如圖1和圖2所示，本發明實施例提供了另一種高含水率有機物炭化或活化設備，不僅可用于生產炭，還可用于生產活性炭。該高含水率有機物炭化或活化設備在以上用于生產炭的設備的基礎上，在滾筒2內還設置有活化段IV和氣固分離段V，活化段IV和氣固分離段V依次設置于炭化段m和冷卻段VI之間，優選地，在活化段IV與炭化段m之間設置有隔板14，熱解氣出口 21設置于氣固分離段V的氣相區筒壁上，活化段IV設置有氣體導入組件和/或位于活化段IV外筒壁上的電加熱器20，電加熱器20與檢測控制裝置通過導線連接。高含水率有機物在經過炭化段m后，得到的炭化料繼續進入活化段IV，在活化段m內與高含水率有機物在干燥段I產生的水蒸汽進行活化反應，生成活性炭。用于生產活性炭的高含水率有機物炭化或活化設備除了不進行干燥段I水蒸汽預分離操作外，同樣可以設置燃燒設備33、組合式凈化冷凝器28、溫度傳感器8、隔板14、活動鏈條13、翻料板7等，只要是適用于生產炭的高含水率有機物炭化或活化設備中的技術方案均可以應用在用于生產活性炭的高含水率有機物炭化或活化設備中，當然，與干燥段I水蒸汽預分離操作有關的蒸汽導出口 34、蒸汽引風機35、蒸汽冷凝器36等可以設置或不設置在本實施例中的設備中，如果設置，則工作時根據原料含水率和活化工藝要求調整該工藝操作即可。具體設置參見用于生產炭的高含水率有機物炭化或活化設備中的描述，在此不再贅述。
[0129]活化段IV內的氣體導入組件優選設置于氣相區，氣體導入組件同樣與冷卻介質出口 231連接，采用含氧氣體作為冷卻介質，含氧氣體被加熱后用于活化段IV的與熱解氣發生氧化反應放熱。其設置和控制與生產炭的設備相同，在此不再贅述。
[0130]為了提高活性炭的活化效率，可以擴大活化段IV的筒體直徑，活化段IV的筒體直徑大于滾筒2的其余工藝段的筒體直徑，使活化段IV內停留的高溫炭較多，提高活化段IV的固汽比，使炭與蒸汽接觸的時間延長，效率提高。
[0131]活化段IV的固相區可設置有翻料板7和活動鏈條13，設置翻料板7是為了將活化段IV內的物料翻起散落，使物料與水蒸汽充分接觸，反應充分，提高傳熱效率。炭化段m、冷卻段VI和氣固分離段V的固相區優選地不設置翻料板7，目的是為了在這些工藝段內形成穩定的氣相區和固相區，使含氧氣體只與氣相區的熱解氣進行氧化反應，減少對固相區的炭化料的消耗，提高活性炭的產量，氣固分離段V不設置翻料板7是為了更好地實現氣固分離。
[0132]上述高含水率有機物炭化或活化設備的生產活性炭的工藝過程如下:
[0133]當固態產物為活性炭時，物料在干燥段1、干餾段Π和炭化段m的反應和生產炭時類似，不同的是將炭化段m的溫度控制在600?950°C，物料發生炭化反應，生產炭化料;炭化料繼續向活化段IV移動，進入活化段IV，熱解氣中的焦油、燃氣與從氣體導入組件中通入的含氧氣體發生氧化反應放出熱，使活化段IV溫度提高到800?1000°C，或者被活化段IV內的電加熱器20加熱到800?1000C，炭化料被翻料板7揚起拋灑并與水蒸汽(干燥段I產生的水蒸汽與熱解氣混合一起通過干餾段Π、炭化段m到活化段IV)充分接觸活化生成活性炭，炭化段m和活化段IV的溫度由各自工藝段內的溫度傳感器8監測，并通過檢測控制裝置自動控制連接在氣體入口 25上的閥門26的開度，控制通入含氧氣體的量，或者控制電加熱器20來控制溫度。
[0134]活性炭和熱解氣繼續向出料端移動，進入氣固分離段V，熱解氣與活性炭分離后，通過熱解氣出口 21排出滾筒2;活性炭沿擺動式回轉爐坡度方向穿過隔板14進入冷卻段VI，被冷卻夾套23中的氣態介質冷卻，氣態冷卻介質是含氧氣體，含氧氣體在冷卻夾套23中冷卻高溫活性炭時被加熱，之后從氣體入口 25進入炭化段ΙΠ和活化段IV內參與氧化反應;活性炭順著坡度移動進入出料端，通過出料裝置6進入冷卻器22，被冷卻器22中冷卻水冷卻至常溫。
[0135]擺動式回轉爐啟動時，首先加入物料后，啟動電加熱器20，將炭化段m和活化段IV的物料加熱并通入含氧氣體，與部分物料發生氧化放熱反應，當炭化段m升溫到400?500°c生物質自燃溫度條件并進一步升溫時，關閉電加熱器20，繼續通入含氧氣體，炭化段m溫度提高到500?950°C，在炭化段m和活化段IV通過溫度傳感器8監測和調節氣體入口 25上的閥門26開度，控制通入含氧氣體的量來控制炭化段m和活化段IV的溫度。其它工藝過程與生產炭時的相同，在此不再贅述。
[0136]如果采用本實施例中的設備生產炭，則不啟用活化段IV，按照生產炭的工藝進行即可。
[0137]可以看出，本發明中的高含水率有機物炭化或活化設備能夠一體式完成干燥、干餾、炭化、活化等多個工藝。通過回收熱解氣、活性炭的熱量，提高了設備的熱效率和活性炭的產量。能夠通過溫度傳感器8、閥門26、電加熱器20和控制裝置實現設備的自動溫控和自動化生產。
[0138]對高含水率有機物的炭化或活化設備進一步優化，如圖1-圖3和圖10所示，在本實施例中，滾筒2的兩端為封閉的端面，滾筒2進料端設置有進料口，進料口的軸線與擺動式回轉爐的轉動軸線A重合，進料裝置I與進料口進行轉動密封連通，密封方式可以采用填料密封、機械密封等動靜密封方式，進料裝置I固定不動，滾筒2可相對進料裝置I轉動，兩者之間為動靜密封，進料口的橫截面積小于進料端的橫截面積，橫截面為垂直于滾筒2軸線的平面，進料裝置I的輸送軸線(即滾筒2相對進料裝置I轉動的軸線，也即進料口的軸線)與擺動式回轉爐的轉動軸線A重合。
[0139]出料裝置6連通設置于滾筒2的出料端，擺動式回轉爐中與出料裝置6相互轉動密封配合的位置為滾筒物料出口 201，物料從滾筒物料出口 201排出滾筒2或出料裝置6，滾筒物料出口 201的橫截面積小于出料端的橫截面積，滾筒物料出口 201的軸線與擺動式回轉爐的轉動軸線A重合，出料裝置6的輸送軸線(即滾筒物料出口 201的軸線)與擺動式回轉爐的轉動軸線A重合。
[0140]進料裝置I和出料裝置6與滾筒2的連接方式與現有技術中的爐頭、爐尾環繞滾筒2的敞口兩端外圓周轉動連接相比，密封面減小，密封容易，可采用普通的密封件進行密封，不易漏風，提高了設備的密封性能。
[0141 ]如圖1-圖3、圖10、圖15、圖16所示，進一步地，本實施例提供了一種具體的進料裝置I，進料裝置I可以是螺旋進料輸送機或活塞進料機。如圖1-圖3、圖10、圖15所示，螺旋進料輸送機為圓管結構，圓管內設置有螺旋機構，進料裝置I的一端開設有開口朝上的料倉，對于同心擺動回轉爐和筒內偏心擺動回轉爐，螺旋進料輸送機的圓管與滾筒2的進料端的端面轉動密封連接，圓管可通過直通式旋轉接頭(直通式旋轉接頭為一種動靜密封連接件)與進料端的端面轉動連接，且螺旋進料輸送機的輸送軸線與滾筒2的轉動軸線重合。如果采用活塞進料機，其結構與圖16中的結構相同，則活塞進料機的輸送管同樣與滾筒2的進料端的端面通過直通式旋轉接頭轉動密封連接，且活塞進料機的輸送管的輸送軸線與滾筒2的轉動軸線重合，活塞進料機通過往復移動的活塞將物料推送進入滾筒2內。不論采用何種進料裝置I，始終保持輸送管內有一部分被物料充滿，形成氣阻，防止滾筒2內氣體由進料裝置I竄至滾筒2外，或滾筒2外空氣從進料裝置I進入滾筒2內；為了更好地實現密封，在活塞進料機的料倉處設置第一插板閥101，在活塞進料機的輸送管上設置第二插板閥102。進料時，第二插板閥102打開，第一插板閥101關閉(防止活塞推料時物料往上擠出輸送管返回料倉)，活塞在氣缸或油缸的推動下前進將物料通過直通式旋轉接頭18和輸送管送入回轉爐；進料完畢后關閉第二插板閥102(防止活塞回退時回料)，打開第一插板閥101，活塞在氣缸或油缸的拉動下回退，物料通過打開第一插板閥101的下料口進入活塞進料機的輸送管中。
[0142]上述的進料裝置I的輸送管與滾筒2的進料端的端面進行轉動密封連接，與現有回轉爐中的爐頭環繞滾筒一端的大面積密封面相比，本發明中的進料裝置I與滾筒2的轉動密封面小，僅僅只需要普通的填料密封或密封圈便可滿足密封要求，密封簡單，降低了密封成本，不易漏風。保證了滾筒2內物料的反應質量。
[0143]以上的進料裝置I同樣適用于偏心擺動回轉爐，對于筒內偏心擺動回轉爐，進料裝置I的結構和安裝方式與同心擺動回轉爐的相同；對于筒外偏心擺動回轉爐，如圖10所示，滾筒2的進料端的端面可延伸至轉動軸線A，在該端面上開設進料口，進料裝置I的輸送管可與延伸至轉動軸線A處的端面通過直通式旋轉接頭18轉動密封連接;或者滾筒2的進料端端面不延伸至轉動軸線A，而是在進料端的筒體連接一個管道，管道上具有進料口，進料裝置I與該管道上的進料口轉動密封連接，如圖16所示，只要進料裝置I的輸送軸線與回轉爐的轉動軸線A重合即可，在此不再贅述。
[0144]如圖1-圖3所示，本實施例提供了一種同心擺動回轉爐的出料裝置6，出料裝置6為螺旋出料輸送機，螺旋出料輸送機的輸送管與滾筒2的出料端的端面轉動密封連接，且輸送管與滾筒2的軸線B重合，則滾筒物料出口 201設置于出料端的端面上，螺旋出料輸送機的輸送管固定不動，滾筒2相對其轉動。輸送管位于滾筒2內的部分，其上部開設有出料槽，物料在滾筒2內翻轉上來，并從出料槽進入輸送管，最終排出輸送管。
[0145]如圖10-圖12、圖17-圖20所示，本實施例提供了三種偏心擺動回轉爐的出料裝置6，筒內偏心擺動回轉爐的出料裝置6采用與同心擺動回轉爐相同的螺旋出料輸送機，為了方便出料，在滾筒2內靠近螺旋出料輸送機的固體物料移動區域設置翻料板7。筒外偏心擺動回轉爐除了可采用與同心擺動回轉爐相同的螺旋出料輸送機外，筒外偏心擺動回轉爐的出料裝置6還可以為活塞出料機或出料管道。如圖17所示，筒外偏心擺動回轉爐的出料裝置6為螺旋出料輸送機，螺旋出料輸送機的位于滾筒外部的輸送管可與滾筒2的出料端的延伸至轉動軸線A的端面通過直通式旋轉接頭18轉動密封連接，此種情況下，滾筒物料出口 201設置于延伸的出料端端面上;或者滾筒2的出料端端面不延伸至轉動軸線A，螺旋出料輸送機的輸送管與設置于出料端的筒體上的一根管道通過直通式旋轉接頭18轉動密封連接，則滾筒物料出口 201為該管道的管口。如圖18所示，筒外偏心擺動回轉爐的出料裝置6為活塞出料機，活塞出料機的輸送管與滾筒2的出料端的筒體連通，且活塞出料機的輸送軸線與筒外偏心擺動回轉爐的轉動軸線A重合。活塞出料機的輸送管的出口與外部固定出料管601通過直通式旋轉接頭18轉動密封連接，則滾筒物料出口201為活塞出料機的輸送管出口。滾筒2內靠近出料端的筒體內壁上設置有活動鏈條13，滾筒2的筒體與出料裝置6連接的部位為斜坡，物料通過斜坡滑入出料裝置6中，最終被排出。
[0146]如圖19所示，另一種筒外偏心擺動回轉爐的出料裝置6為出料管道，本實施例列舉兩種出料管道的設置形式，一種是滾筒2的出料端的端面延伸至轉動軸線A，在滾筒2的出料端的端面上開設滾筒物料出口 201，滾筒物料出口 201靠近出料端的端面的下部設置，且滾筒物料出口 201的軸線與筒外偏心擺動回轉爐的轉動軸線A重合，滾筒2的固相區筒壁與滾筒物料出口 201通過斜坡過渡相接，便于固體物料沿斜坡滑向滾筒物料出口 201;出料管道與滾筒物料出口 201轉動密封連接，可通過直通式旋轉接頭18連接，出料管道為彎折管道，向下直角彎曲，斜坡和/或出料管道上設置有活動鏈條13。隨著活動鏈條13的擺動，將物料送至滾筒物料出口 201，并從出料管道排出。
[0147]另一種出料管道的設置形式如圖20所示，滾筒2的出料端的端面不延伸至轉動軸線A;在滾筒2的靠近出料端的固相區筒壁上開設下料口，下料口與下料管602連接，出料管道與該下料管602的出口轉動密封連接，具體可通過直通式旋轉接頭18轉動連接，則滾筒物料出口 201為下料管602的的出口，出料管道的轉動軸線與筒外偏心擺動回轉爐的轉動軸線A重合。只要能夠實現筒外偏心擺動回轉爐的出料即可，并不局限于本實施例所列舉的結構形式。
[0148]如圖3所示，本發明實施例提供了一種具體的驅動裝置和支撐裝置，對于同心擺動回轉爐，驅動裝置為同心齒輪齒圈驅動裝置，支撐裝置為同心托輪托圈支撐裝置;其中，同心托輪托圈支撐裝置包括至少兩組托圈3和托輪12，托圈3固定在滾筒2的外周壁上，托圈3的軸線與滾筒2的軸線B重合，托圈3的外圈表面與托輪12接觸支撐，托輪12位于托圈3的下方，托輪12的轉軸位置固定不動，一個托圈3至少對應一個托輪12，優選為兩個托輪12，用于支撐滾筒2的轉動，兩組托圈3和托輪12優選地設置在靠近滾筒2兩端的位置，支撐更加平穩。問七、齒輪齒圈驅動裝置包括至少一組齒圈4、王動齒輪11和動力部件10，齒圈4固走在滾筒2的外周壁上，齒圈4的軸線與滾筒2的軸線B重合，齒圈4與主動齒輪11嚙合，主動齒輪11與動力部件10傳動連接，動力部件10可以是電機或液壓馬達，動力部件10如果是電機，則主動齒輪11與電機通過減速機傳動連接，動力部件1如果是液壓馬達，則主動齒輪11可以直接與液壓馬達連接或通過減速機傳動連接。動力部件10與擺動控制裝置通過導線連接，擺動控制裝置控制動力部件10的轉動方向，通過動力部件10驅動主動齒輪11往復轉動，進而驅動齒圈4和滾筒2繞轉動軸線A往復擺動。優選地，齒圈4可以由托圈3和齒形圈組成，即在托圈3的與其軸線垂直的任一側面上固定齒形圈，齒形圈隨托圈3—起轉動，形成齒圈4，這樣齒圈4的制造可以利用托圈3，降低了制造難度和制造成本，同時固定有齒形圈的托圈3還可以繼續與托輪12配合支撐;或者齒形圈固定在托圈的外圈上，形成齒圈4。這種齒圈4的結構形式特別適用于偏心擺動回轉爐，同心擺動回轉爐同樣使用。當然，齒圈4還可以單獨制造，為一體結構。
[0149]如圖8所示，本實施例提供了另一種同心擺動回轉爐的驅動裝置和支撐裝置，驅動裝置為同心推桿驅動裝置，支撐裝置為同心托輪托圈支撐裝置;其中同心托輪托圈支撐裝置包括至少一組托圈3和托輪12;托圈3固定在滾筒2的外周壁上，且托圈3的軸線與滾筒2的軸線B重合;托輪12的外圈表面與托圈3支撐接觸，托輪12位于托圈3的下部，托輪12的位置固定不同，用于轉動支撐托圈3; —個托圈3優選地與兩個托輪12嚙合，更優選地，包括兩組托圈3和托輪12，且分別位于滾筒2兩端，支撐更加穩定。同心推桿驅動裝置包括至少一個伸縮缸19，伸縮缸19的伸縮桿與滾筒2鉸接，伸縮缸19的固定端與固定臺鉸接，通過伸縮桿的伸縮，帶動滾筒2往復擺動。具體地，滾筒2的外壁上設置有鉸接架，鉸接架沿滾筒2的徑向向外伸出，伸縮缸19的伸縮桿鉸接于鉸接架的外端，從而可以避免伸縮桿在伸縮的過程中碰到滾筒2。本實施例優選采用兩個伸縮缸19，鉸接架相應為兩個，且兩個鉸接架相對滾筒2的軸線B上下對稱布置，兩個伸縮缸19的伸縮桿分別與上下兩個鉸接架鉸接，兩個伸縮缸19的伸縮桿分別鉸接于位于滾筒2兩側的固定臺上，兩個固定臺之間的連線水平布置且相對同心擺動回轉爐的轉動軸線A對稱，通過兩個伸縮缸19的交替伸縮實現滾筒2的往復擺動。當然，伸縮缸19的數量還可以是一個、三個或者更多個，伸縮缸19的位置根據實際情況進行布置，并不局限于本實施例所列舉的形式，只要能夠實現滾筒2的往復擺動即可。
[0150]如圖9所示，本實施例提供了第三種同心擺動回轉爐的驅動裝置和支撐裝置，驅動裝置為至少一組同心托輪托圈驅動裝置，支撐裝置為多組同心托輪托圈支撐裝置;其中，每組同心托輪托圈支撐裝置包括托圈3和托輪12，托圈3固定在滾筒2的外周壁上，且托圈3的軸線與滾筒2的軸線B重合;托輪12的外圈表面與托圈3支撐接觸，托輪12位于托圈3的下部，托輪12的位置固定不同，用于轉動支撐托圈3; —個托圈3優選地與兩個托輪12配合支撐，更優選地，包括兩組托圈3和托輪12，且分別位于滾筒2兩端，支撐更加穩定。同心托輪托圈驅動裝置包括托圈3、托輪12和動力部件10，托圈3固定在滾筒2的外周壁上，且托圈3的軸線與滾筒2的軸線B重合;托輪12的外圈表面與托圈3支撐接觸，托輪12位于托圈3的下部，托輪12的位置固定不同，用于轉動支撐托圈3; —個托圈3優選地與兩個托輪12配合支撐，動力部件10與托輪12傳動連接，動力部件10驅動托輪12往復轉動，通過托輪12與托圈3之間的靜摩擦力帶動托圈3往復擺動，進而使滾筒2往復擺動。
[0151]如圖10所示，本實施例提供了一種偏心擺動回轉爐的驅動裝置和支撐裝置，驅動裝置為偏心齒輪齒圈驅動裝置，支撐裝置為支撐輥支撐裝置，支撐輥支撐裝置只適用于筒外偏心擺動回轉爐，因此與支撐輥支撐裝置組合的驅動裝置和支撐裝置只適用于筒外偏心擺動回轉爐;其中，偏心齒輪齒圈驅動裝置包括齒圈4、主動齒輪11和動力部件1，齒圈4固定在滾筒2的外壁上，且齒圈4的軸線與偏心擺動回轉爐的轉動軸線A重合，齒圈4與主動齒輪11嚙合，主動齒輪11與動力部件10傳動連接，動力部件10和同心擺動回轉爐的相同，在此不再贅述。動力部件10與擺動控制裝置導線連接，擺動控制裝置控制動力部件10的轉動方向，動力部件10帶動主動齒輪11轉動，主動齒輪11驅動齒圈4和滾筒2繞偏心擺動回轉爐的轉動軸線A往復擺動。支撐輥支撐裝置包括至少兩組支撐架17和支撐輥16，其中，支撐架17固定不動，支撐輥16轉動連接在支撐架17上，且支撐輥16的轉動軸線與偏心擺動回轉爐的轉動軸線A重合，滾筒2的底部與支撐輥16固定連接，且配重平衡塊15固定在支撐輥16上，優選地，配重平衡塊15的重心軸線與滾筒2的重心軸線相對偏心擺動回轉爐的轉動軸線A對稱布置，也可不對稱設置，兩組支撐架17和支撐輥16優選地分別靠近滾筒2的兩端設置，使支撐更加平穩。
[0152]如圖11所示，本實施例提供了另一種偏心擺動回轉爐的驅動裝置和支撐裝置，驅動裝置為偏心齒輪齒圈驅動裝置，支撐裝置為偏心托輪托圈支撐裝置，該驅動裝置和支撐裝置的組合可適用于筒內偏心擺動回轉爐和筒外偏心擺動回轉爐。其中，偏心齒輪齒圈驅動裝置包括齒圈4、主動齒輪11和動力部件10，本實施例中的偏心齒輪齒圈驅動裝置與圖10中的偏心齒輪齒圈驅動裝置相同，在此不再贅述。偏心托輪托圈支撐裝置包括至少兩組托圈3和托輪12，托圈3固定于滾筒2的外周壁上，且托圈3的軸線與偏心擺動回轉爐的轉動軸線A重合，一個托圈3與至少一個托輪12接觸支撐，用于支撐托圈3轉動，托圈3上設置有配重平衡塊15，優選地，配重平衡塊15的重心軸線與滾筒2的重心軸線相對偏心擺動回轉爐的轉動軸線A對稱布置，也可不對稱布置，只要使回轉爐的重心軸線靠近回轉爐的轉動軸線即可。如圖11和圖13所示，齒圈和托圈可以是部分圓或整圓結構，即齒圈4和托圈3為圓形板結構，在圓形板上加工出用于嵌裝滾筒2的弧形缺口或圓孔，齒圈4和托圈3的外邊緣超過滾筒2的軸線并接近或超過滾筒2的邊緣，以提高固定強度。
[0153]如圖12所示，本實施例提供了第三種偏心擺動回轉爐的驅動裝置和支撐裝置，驅動裝置為偏心托輪托圈驅動裝置，支撐裝置為多組偏心托輪托圈驅動裝置，至少為兩組，該驅動裝置和支撐裝置的組合可適用于筒外偏心擺動回轉爐和筒內偏心擺動回轉爐；其中，每組偏心托輪托圈支撐裝置包括托圈3和托輪12，托圈3固定于滾筒2的外周壁上，托圈3的軸線與偏心擺動回轉爐的轉動軸線A重合，托輪12與托圈3的外圈表面接觸支撐，托輪12的軸線固定不動，用于轉動支撐托圈3; —個托圈3的外圈表面優選地與兩個托輪12接觸支撐，更優選地，包括兩組托圈3和托輪12，且分別位于滾筒2兩端，支撐更加穩定。偏心托輪托圈驅動裝置包括托圈3、托輪12和動力部件1，動力部件1與托輪12傳動連接，動力部件1驅動托輪12往復轉動，通過托輪12與托圈3之間的靜摩擦力帶動托圈3往復擺動，進而使滾筒2往復擺動。托圈3上設置有配重平衡塊15，優選地，配重平衡塊15的重心軸線與滾筒2的重心軸線相對偏心擺動回轉爐的轉動軸線A對稱布置。
[0154]如圖13所示，本實施例提供了第四種偏心擺動回轉爐的驅動裝置和支撐裝置，驅動裝置為偏心推桿驅動裝置，支撐裝置為偏心托輪托圈支撐裝置，該驅動裝置和支撐裝置的組合可適用于筒外偏心擺動回轉爐和筒內偏心擺動回轉爐;其中，偏心托輪托圈支撐裝置包括至少兩組托圈3和托輪12，托圈3固定在滾筒2外壁上，且托圈3的軸線與偏心擺動回轉爐的轉動軸線A重合，托圈3的外圈表面與至少一個托輪12接觸支撐，用于支撐托圈3轉動，托圈3上設置有配重平衡塊15，優選地，配重平衡塊15的重心軸線與滾筒2的重心軸線相對偏心擺動回轉爐的轉動軸線A對稱布置。偏心推桿驅動裝置包括伸縮缸19，伸縮缸19的數量優選為兩個，對稱布置在滾筒2的兩側，伸縮缸19的伸縮桿的端部與托圈3鉸接，且伸縮缸19的固定端與固定臺鉸接，兩個伸縮缸19的伸縮桿與托圈3鉸接的兩點相對托圈3的豎直徑向對稱，兩個伸縮缸19的固定端與固定臺的兩個鉸接點位于同一水平線上，通過兩個伸縮缸19的伸縮桿的交替伸縮，帶動托圈3往復轉動，進而帶動滾筒2往復擺動。當然，伸縮缸19的數量還可以是一個、三個或者更多個。伸縮缸19的位置根據實際情況確定，只要能夠保證滾筒2能夠往復擺動即可。
[0155]如圖14所示，本實施例提供了第五種偏心擺動回轉爐的驅動裝置和支撐裝置，驅動裝置為偏心推桿驅動裝置，支撐裝置為支撐輥支撐裝置，由于支撐裝置采用支撐輥支撐裝置，則該驅動裝置和支撐裝置的組合只適用于筒外偏心擺動回轉爐;其中，支撐輥支撐裝置包括至少兩組支撐架17和支撐輥16，與圖10中的支撐輥支撐裝置相同，在此不再贅述。配重平衡塊15固定在支撐輥16上，優選地，配重平衡塊15的重心軸線與滾筒2的重心軸線相對偏心擺動回轉爐的轉動軸線A對稱布置。偏心推桿驅動裝置包括鉸接架和至少一個伸縮缸19，伸縮缸19優選為兩個，對稱布置在滾筒2的兩側，鉸接架固定于支撐輥19上，兩個伸縮缸19的伸縮桿分別與鉸接架的兩端鉸接，通過鉸接架增大轉矩，伸縮缸19的固定端與固定臺鉸接，兩個伸縮缸19的固定端與固定臺的兩個鉸接點位于同一水平線上，通過兩個伸縮缸19的伸縮桿的交替伸縮，帶動支撐輥16往復轉動，進而帶動滾筒2往復擺動。當然，伸縮缸19的數量還可以是一個、三個或者更多個。伸縮缸19的位置根據實際情況確定，只要能夠保證滾筒2能夠往復擺動即可。
[0156]本實施例中，伸縮缸19可以是電動伸縮缸、液壓伸縮缸或氣動伸縮缸。伸縮缸19與控制裝置連接，通過控制裝置控制伸縮缸19的伸縮，實現滾筒2的往復擺動。
[0157]如圖1-圖3所示，本發明實施例提供了一種具體的擺動控制裝置，包括位置傳感器和電控柜9。其中，位置傳感器固定在滾筒2或驅動裝置上，用于監測滾筒2的往復擺動的弧度，并向電控柜9發送滾筒2擺動的位置信息；電控柜9與位置傳感器和驅動裝置均通過導線連接，電控柜9用于接收位置傳感器的位置信息，當位置信息為滾筒2擺動的極限位置時，即達到滾筒2單方向最大擺動弧度時，電控柜9控制電機改變轉動方向，或者電控柜控制伸縮缸19的伸縮方向，實現控制滾筒2往復擺動。檢測控制裝置和擺動控制裝置可以集成在一個電控柜上，則溫度傳感器8通過導線與電控柜9連接，檢測控制裝置和擺動控制裝置也可以單獨設置于不同的設備。
[0158]只要能夠實現對擺動式回轉爐的往復擺動控制和驅動，其它形式的控制裝置和驅動裝置也可以使用，并不局限于本發明所列舉的結構形式。
[0159]本實施例對以上提到的活動導管組件5進行優化，活動導管組件5有三種形式，均適用于同心擺動回轉爐和偏心擺動回轉爐，附圖只是給出了三種活動導管組件5在某一結構形式的回轉爐中的安裝結構，三種活動導管組件5與同心擺動回轉爐和偏心擺動回轉爐可任意組合。第一種活動導管組件5為軟管，將軟管通過滾筒2外壁上的一個短接管與滾筒2連通，軟管另一端與外部設備連接，軟管可以彎曲，保證軟管足夠長，不會對滾筒2的擺動產生干涉，由于滾筒2在一定弧度范圍內擺動，因此軟管不會纏繞在滾筒2上。與軟管連接的短接管可以設置在滾筒2的外壁上任意位置，只要不發生軟管纏繞即可。
[0160]第二種活動導管組件5如圖1-圖4所示，活動導管組件5由至少兩個分管501通過旋轉接頭502首尾連接而成。由于回轉爐工作時，溫度較高，且活動導管組件5中通入的介質，有些溫度也比較高，因此活動導管組件5優選采用硬質耐高溫材料的管，而為了不妨礙滾筒2的擺動，通過旋轉接頭502將至少兩個硬質的分管501首尾轉動連接，隨著滾筒2的擺動，分管501之間相對轉動，且不會限制滾筒2的擺動，其中一個分管501與滾筒2上的短接管通過旋轉接頭502連通，另一個分管501與外部管道通過旋轉接頭502連接。圖4中的活動導管組件5為由三個分管501通過旋轉接頭502首尾轉動連接而成，滾筒2從開始位置沿某一方向擺動，擺動時，帶動活動導管組件5轉動，整個過程中，活動導管組件5不會對滾筒2的擺動產生干涉，可選擇同心擺動回轉爐的外筒壁的上部或下部設置短接管，該短接管與分管501通過旋轉接頭502連接，只要活動導管組件5與滾筒2的擺動不發生干涉即可。
[0161]第三種活動導管組件5如圖10-圖12、圖15所示，活動導管組件5為固定擺動管503，對于同心擺動回轉爐的固定擺動管503，其設置與圖15中的設置類似，即固定擺動管503的一端固定連接在滾筒2的外壁上，如果有換熱夾套，可以固定在換熱夾套上；固定擺動管503的另一端延伸至同心擺動回轉爐的外部兩端，并通過旋轉接頭502與外部管道旋轉連接，旋轉接頭502布置于同心擺動回轉爐的外部兩端，且旋轉接頭502的旋轉軸線與同心擺動回轉爐的滾筒2的軸線B的延長線重合。同心擺動回轉爐在往復擺動時，固定擺動管503隨滾筒2一起繞滾筒2的軸線B擺動，固定擺動管503不會對滾筒2的擺動產生干涉，同時能夠向滾筒2或換熱夾套內通入流體物料或熱源。固定擺動管503的一端可以固定于滾筒2的外筒壁的上部或下部。
[0162]對于偏心擺動回轉爐的固定擺動管503，如果是筒內偏心擺動回轉爐，則固定擺動管503的設置與同心擺動回轉爐的設置類似，如圖15所示，固定擺動管503—端固定連接在滾筒2的外壁上或換熱夾套上，固定擺動管503的另一端延伸出筒內偏心回轉爐的外部兩端，并通過旋轉接頭502與外部管道旋轉連接，旋轉接頭502布置于筒內偏心擺動回轉爐的外部兩端，且旋轉接頭502的旋轉軸線與筒內偏心擺動回轉爐的轉動軸線A的延長線重合，工作原理和同心擺動回轉爐的相同。如果是筒外偏心擺動回轉爐，其轉動軸線A位于滾筒2的外部下方，則固定擺動管503的設置如圖10-圖12所示，固定擺動管503的一端固定連接于滾筒2的下部或換熱夾套上，固定擺動管503的另一端通過旋轉接頭502與外部管道旋轉連接，旋轉接頭502位于滾筒2的下方，且其旋轉軸線與筒外偏心擺動回轉爐的轉動軸線A重合。工作原理如上所述，不再贅述。
[0163]本發明實施例還提供了一種炭化或活化工藝，包括以下步驟:
[0164]步驟SOl、通過電加熱和/或夾套間壁加熱方式對物料依次進行干燥、干餾，發生熱解反應，得到熱解氣和水蒸汽，物料溫度升至400?500°C。
[0165]步驟S02、通過電加熱和/或通過熱解氣與含氧氣體發生氧化反應放出的熱加熱物料，如果固態產物為炭時，控制物料溫度在500?700°C范圍內，物料發生炭化反應，得到炭，之后進入步驟S04 ；
[0166]如果固態產物為活性炭，控制物料溫度在600?950°C范圍內，物料發生炭化反應，得到炭化料，之后進行步驟S03。
[0167]步驟S03、通過電加熱和/或通過含氧氣體與熱解氣和/或固體物料發生氧化反應放出的熱加熱物料，使物料溫度控制在800?1000°C，炭化料在800?1000°C下與水蒸汽充分接觸活化生成活性炭。
[0168]步驟S04、將固體產物與熱解氣進行分離。
[0169]對炭化或活化工藝進一步優化，利用步驟S04中分離得到的熱解氣進行步驟SOl中的干餾處理，對物料進行夾套間壁加熱，熱解氣傳熱后的溫度降到200?400°C。
[0170]更進一步地，炭化或活化工藝還包括將完成間壁加熱后的熱解氣進行降溫冷凝，溫度降至30?50°C，分離得到凈化的燃氣，燃氣燃燒得到溫度為600?1000°C的高溫煙氣，高溫煙氣參與步驟SOl中的干燥處理，對物料進行夾套間壁加熱，煙氣溫度降至120?300V。
[0171]進一步地，在上一步驟的基礎上，還包括步驟S05，利用含氧氣體夾套間壁冷卻步驟S04中的高溫固體產物，含氧氣體被加熱后，參與步驟S02和步驟S03中的與熱解氣或/或固體物料的氧化反應。
[0172]由于高含水率有機物在干燥時產生大量水蒸汽，在本實施例中，步驟SOl中的物料在完成干燥后且在干餾之前還包括步驟S06:將物料干燥時產生的水蒸汽從干燥工藝中預先抽離出來，減少進入后續工藝的水蒸汽量。以避免大量水蒸汽隨有機物料經歷干餾、活化等過程的高溫過程并進入干餾熱解氣中，從而降低了有機物物料干餾、活化過程的能耗，以及減少了干餾熱解氣中的水蒸汽含量，相應減少了干餾熱解氣冷凝黑液的產量，提高了冷凝黑液的濃度，有利于冷凝黑液的資源化利用。該步驟適用于生產炭產品和活性焦或活性炭產品。
[0173]作為優化，步驟S06中的水蒸汽的預先抽離操作為:檢測從干燥工藝抽離出來的氣體的溫度，根據氣體的溫度判斷氣體中是否包含干餾工藝中產生的干餾氣體，通過控制抽離出來的氣體的流量，減少隨干燥工藝中的蒸汽一起抽離出來的干餾氣體的量。
[0174]具體地，如果檢測到的從干燥工藝中抽離出來的氣體的溫度為100?130°C，則說明氣體中絕大部分是干燥工藝中的水蒸汽，如果檢測到的氣體溫度大于100?130°C的溫度范圍，則說明氣體中補入了干餾工藝的干餾氣體，通過減小抽離出來的氣體的流量減小隨干餾工藝中的水蒸汽一起抽離出來的干餾氣體的量。為了更精準地判斷抽離出來的氣體的成分，將檢測溫度設定為110?120°C范圍內。
[0175]進一步地，還包括步驟S07、對步驟S06中預先抽離的水蒸汽進行冷凝分離，得到的不凝氣進行燃燒生成高溫煙氣，參與步驟SOl中的干燥處理，對物料進行夾套間壁加熱。
[0176]進一步地，炭化或活化工藝還包括步驟S08，將完成步驟S05中冷卻的固體產物進行第二次間壁冷卻，至常溫，得到炭產品或活性炭產品。
[0177]在本實施例中，為了更好地控制工藝的反應，對步驟SOl、步驟S02和步驟S03中的物料反應溫度進行檢測，根據檢測的溫度控制與熱解氣和物料發生氧化反應的含氧氣體的量和/或電加熱的程度和/或控制燃燒產生的煙氣的溫度，以精確控制炭化或活化反應溫度。
[0178]上述炭化或活化工藝利用了熱解氣以及炭或活性炭的余熱，提高了熱效率，進而提高了物料的轉化效率，降低了能源消耗，降低了工藝成本，實現了干燥、干餾、炭化、活化一體式進行，簡化了工藝。
[0179]本發明中的高含水率有機物炭化或活化設備是基于該炭化或活化工藝完成的，其它利用該炭化或活化工藝的設備同樣屬于本發明的保護范圍。
[0180]本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0181]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【主權項】
1.一種高含水率有機物炭化或活化設備，其特征在于，包括繞轉動軸線往復轉動的擺動式回轉爐，所述擺動式回轉爐的滾筒(2)的進料端高于所述滾筒(2)的出料端，所述滾筒(2)內由所述進料端至所述出料端依次為干燥段(I)、干餾段(π)和炭化段(m);所述滾筒(2)的外部設有驅動裝置和支撐裝置，所述驅動裝置用于驅動所述滾筒(2)繞所述擺動式回轉爐的轉動軸線往復擺動，所述支撐裝置用于轉動支撐所述滾筒(2)繞所述擺動式回轉爐的轉動軸線往復擺動;所述驅動裝置通過導線與擺動控制裝置連接，用于控制所述驅動裝置動作，控制所述滾筒(2)的往復擺動的弧度和頻率;所述滾筒(2)的外筒壁上或筒壁外設置有加熱裝置，所述加熱裝置通過導線或活動導管組件(5)與外部設備連接;所述炭化段(ΙΠ)設置有用于通入含氧氣體的氣體導入組件;所述滾筒(2)的靠近出料端的氣相區筒壁上設置有熱解氣出口(21)。2.根據權利要求1所述的高含水率有機物炭化或活化設備，其特征在于，所述滾筒(2)內的所述炭化段(ΙΠ)和所述出料端之間還依次設置有活化段(IV)和氣固分離段(V)，所述活化段(IV)緊鄰所述炭化段(m)設置，所述熱解氣出口(21)設置于所述氣固分離段(V)的氣相區筒壁上，所述活化段(IV)設置有所述氣體導入組件和/或電加熱器(20)，所述電加熱器(20)設置于所述活化段(IV)外筒壁上，所述電加熱器(20)與所述擺動式回轉爐的檢測控制裝置通過導線連接。3.根據權利要求1或2所述的高含水率有機物炭化或活化設備，其特征在于，所述氣體導入組件包括氣體入口(25)和氣體分布管(24);所述氣體入口(25)設置于滾筒(2)的筒壁上，所述氣體入口( 25)與所述冷卻介質出口( 231)連接;所述氣體分布管(24)設置于所述滾筒(2)的氣相區和/或固相區內，所述氣體分布管(24)與所述氣體入口(25)連通，所述氣體分布管(24)的管壁上沿其軸線開設有多個出氣孔(241);位于固相區內的所述氣體分布管(24)的出氣孔(241)朝向所述滾筒(2)內壁，且位于固相區內所述氣體分布管(24)的出氣孔(241)的兩側還設置有擋板(30)，所述擋板(30)與滾筒(2)徑向斷面垂直，用于防止物料進入所述出氣孔(241)。4.根據權利要求1或2所述的高含水率有機物炭化或活化設備，其特征在于，所述滾筒(2)內緊鄰出料端的位置還設置有冷卻段(VI)，所述冷卻段(VI)的筒壁外設置有冷卻夾套(23)，所述冷卻夾套(23)的外壁上開設有冷卻介質進口和冷卻介質出口(231)。5.根據權利要求4所述的高含水率有機物炭化或活化設備，其特征在于，所述冷卻介質出口(231)與所述氣體導入組件連通。6.根據權利要求1、2、5任一項所述的高含水率有機物炭化或活化設備，其特征在于，所述加熱裝置包括: 設置于所述炭化段(m)和/或所述干餾段(Π)上的電加熱器(20)，所述電加熱器(20)與所述擺動式回轉爐的檢測控制裝置導線連通； 設置于所述干餾段(Π)的筒壁外的加熱夾套(19)，所述加熱夾套(19)設置有熱解氣進口(191)和熱解氣排出口(192)。7.根據權利要求6所述的高含水率有機物炭化或活化設備，其特征在于，所述熱解氣出口(21)與所述熱解氣進口(191)連通。8.根據權利要求7所述的高含水率有機物炭化或活化設備，其特征在于，還包括: 與所述熱解氣排出口(192)通過活動導管組件(5)連接的組合式凈化冷凝器(30); 與所述組合式凈化冷凝器(28)的燃氣出口連接的燃氣風機(29)。9.根據權利要求8所述的高含水率有機物炭化或活化設備，其特征在于，還包括: 燃燒設備(33); 設置于所述干燥段(I)的筒壁外的煙氣夾套(27)，所述煙氣夾套(27)的外壁上設置有煙氣進口(271)和煙氣出口(272)，所述煙氣進口(271)通過活動導管組件(5)與所述燃燒設備(33)的排煙口連接。10.根據權利要求9所述的高含水率有機物炭化或活化設備，其特征在于，所述燃氣風機(29)的出口與所述燃燒設備(33)連接。11.根據權利要求9或10所述的高含水率有機物炭化或活化設備，其特征在于，還包括: 引風機(31)，與所述煙氣出口(272)通過活動導管組件(5)連接； 煙氣凈化機(32)，與所述弓I風機(31)的出口連接。12.根據權利要求5所述的高含水率有機物炭化或活化設備，其特征在于，還包括: 設置于所述炭化段(ΙΠ)和所述活化段(IV)上的溫度傳感器(8)，所述溫度傳感器(8)與所述檢測控制裝置通過導線連接； 設置于所述氣體入口(25)上的閥門(26)，所述閥門(26)為手動閥門和/或自動閥門，所述自動閥門與所述檢測控制裝置通過導線連接。13.根據權利要求12所述的高含水率有機物炭化或活化設備，其特征在于，還包括設置于所述滾筒(2)上的壓力傳感器，所述壓力傳感器與所述檢測控制裝置通過導線連接。14.根據權利要求9或10所述的高含水率有機物炭化或活化設備，其特征在于，所述干燥段(I)的氣相區筒壁上設置有蒸汽導出口(34)，所述蒸汽導出口(34)通過所述活動導管組件(5)與蒸汽引風機(35)連通。15.根據權利要求14所述的高含水率有機物炭化或活化設備，其特征在于，所述蒸汽導出口(34)與所述蒸汽引風機(35)之間還連通設置有蒸汽冷凝器(36)，所述蒸汽冷凝器(36)通過所述活動導管組件(5)與所述蒸汽導出口( 34)連接。16.根據權利要求15所述的高含水率有機物炭化或活化設備，其特征在于，還包括: 設置于所述蒸汽導出口(34)或連接所述蒸汽導出口(34)的蒸汽管道上的溫度傳感器(8)，用于檢測經過所述蒸汽導出口(34)的氣體的溫度； 設置于所述蒸汽管道上或所述蒸汽引風機(35)的進口處的調節閥，用于調節從所述蒸汽導出口( 34)經過的氣體流量。17.根據權利要求15所述的高含水率有機物炭化或活化設備，其特征在于，所述蒸汽引風機(35)為變頻引風機，用于調節從所述蒸汽導出口(34)經過的氣體流量;還包括設置于所述蒸汽導出口(34)或連接所述蒸汽導出口(34)的蒸汽管道上的溫度傳感器(8)，用于檢測經過所述蒸汽導出口(34)的氣體的溫度。18.根據權利要求15-17任一項所述的高含水率有機物炭化或活化設備，其特征在于，所述蒸汽冷凝器(36)冷凝后得到的不凝氣通入所述燃燒設備(33)中。19.根據權利要求2所述的高含水率有機物炭化或活化設備，其特征在于，所述活化段(IV)的筒體直徑大于等于所述滾筒(2)的其余工藝段的直徑。20.根據權利要求1-2、5、7-10、12-13、15-17、19任一項所述的高含水率有機物炭化或活化設備，其特征在于，還包括與所述擺動式回轉爐的出料裝置(6)的出口連接的冷卻器(22)。21.根據權利要求1-2、5、7-10、12-13、15-17、19任一項所述的高含水率有機物炭化或活化設備，其特征在于，所述電加熱器(20)為電熱絲加熱器、電磁加熱器、微波加熱器和等離子加熱器中的一種或多種組合。22.根據權利要求1-2、5、7-10、12-13、15-17、19任一項所述的高含水率有機物炭化或活化設備，其特征在于，所述滾筒(2)的兩端為封閉的端面，所述滾筒(2)的進料裝置(I)與所述滾筒(2)的進料端的進料口轉動密封連通，所述進料口的橫截面積小于所述進料端的橫截面積，所述進料口的軸線與所述擺動式回轉爐的轉動軸線重合； 所述滾筒(2)的出料裝置(6)連通設置于所述滾筒(2)的出料端，與所述出料裝置(6)相互轉動密封配合的位置為滾筒物料出口(201)，所述滾筒物料出口(201)的橫截面積小于所述出料端的橫截面積，所述滾筒物料出口(201)的軸線與所述擺動式回轉爐的轉動軸線重入口 ο23.根據權利要求1-2、5、7-10、12-13、15-17、19任一項所述的高含水率有機物炭化或活化設備，其特征在于，還包括設置于所述滾筒(2)內的若干隔板(14)，所述隔板(14)在靠近所述滾筒(2)的固相區的位置設置有開口。24.根據權利要求1-2、5、7-10、12-13、15-17、19任一項所述的高含水率有機物炭化或活化設備，其特征在于，還包括設置于所述滾筒(2)內的若干活動鏈條(13)。25.根據權利要求1-2、5、7-10、12-13、15-17、19任一項所述的高含水率有機物炭化或活化設備，其特征在于，所述滾筒(2)的固相區設置有翻料板(7)。26.一種炭化或活化工藝，其特征在于，包括以下步驟: 501、通過電加熱和/或夾套間壁加熱方式對物料依次進行干燥、干餾，發生熱解反應，得到熱解氣和水蒸汽，物料溫度升至400?500°C; 502、通過電加熱和/或通過熱解氣與含氧氣體發生氧化反應放出的熱加熱物料，如果固態產物為炭時，控制物料溫度在500?700°C范圍內，物料發生炭化反應，得到炭，之后進入步驟S04; 如果固態產物為活性炭，控制物料溫度在600?950°C范圍內，物料發生炭化反應，得到炭化料，之后進彳T步驟S03 ； 503、通過電加熱和/或通過含氧氣體與熱解氣和/或固體物料發生氧化反應放出的熱加熱物料，使物料溫度控制在800?1000°C，炭化料在800?1000°C下與水蒸汽充分接觸活化生成活性炭； 504、將炭固體產物與熱解氣進行分離。27.根據權利要求26所述的炭化或活化工藝，其特征在于，利用所述步驟S04中分離得到的高溫熱解氣進行所述步驟SOl中的干餾處理，對物料進行夾套間壁加熱。28.根據權利要求27所述的炭化或活化工藝，其特征在于，將完成夾套間壁加熱后的熱解氣進行降溫冷凝，分離得到凈化的燃氣，燃燒該燃氣得到高溫煙氣，所述高溫煙氣參與所述步驟SOI中的干燥處理，對物料進行夾套間壁加熱。29.根據權利要求28所述的炭化或活化工藝，其特征在于，還包括步驟S05，利用含氧氣體夾套間壁冷卻所述步驟S04中的炭高溫固體產物，所述含氧氣體被加熱后，參與所述步驟S02和所述步驟S03中的與熱解氣和/或固體物料的氧化反應。30.根據權利要求26-29任一項所述的炭化或活化工藝，其特征在于，所述步驟SOl中的物料在完成干燥后且在干餾之前還包括步驟S06:將物料干燥時產生的水蒸汽從干燥工藝中預先抽離出來，減少進入后續工藝的水蒸汽量。31.根據權利要求30所述的炭化或活化工藝，其特征在于，所述步驟S06中的水蒸汽的預先抽離操作為:檢測從干燥工藝抽離出來的氣體的溫度，根據氣體的溫度判斷氣體中是否包含干餾工藝中產生的干餾氣體，通過控制抽離出來的氣體的流量，減少隨干燥工藝中的蒸汽一起抽離出來的干餾氣體的量。32.根據權利要求30所述的炭化或活化工藝，其特征在于，所述步驟S06中檢測從干燥工藝抽離出來的氣體的溫度設定在100?130°C。33.根據權利要求32所述的炭化或活化工藝，其特征在于，還包括步驟S07，對所述步驟S06中預先抽離的水蒸汽進行冷凝分離，得到的不凝氣進行燃燒生成高溫煙氣，參與所述步驟SOl的干燥處理，對物料進行夾套間壁加熱。34.根據權利要求29、31-33任一項所述的炭化或活化工藝，其特征在于，還包括步驟S08，將完成所述步驟S05中冷卻的固體產物進行第二次間壁冷卻。35.根據權利要求26-29、31-33任一項所述的炭化或活化工藝，其特征在于，對所述步驟S01、所述步驟S02和所述步驟S03中的物料反應溫度進行檢測，根據檢測的溫度控制與熱解氣發生氧化反應的含氧氣體的量和/或控制電加熱的程度和/或控制燃燒產生的煙氣的溫度，以控制反應溫度。
【文檔編號】C01B31/10GK105923618SQ201510848272
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2015年11月27日
【發明人】姜良政
【申請人】姜良政