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基本信息

項(xiàng)目名稱：
固體廢棄物流化床資源化技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
本系列發(fā)明屬于應(yīng)用氣固流態(tài)化技術(shù)處理固體廢棄物的技術(shù)領(lǐng)域范圍，涉及雙流化床和外場(chǎng)射流流化床制備顆?；钚蕴可a(chǎn)裝置。特別適合以農(nóng)作物秸稈、鋸末、城市污水污泥等固體廢棄物為原料，采用物理活化法制取顆?；钚蕴?。
詳細(xì)介紹：
1. 發(fā)明專利一的裝置按功能結(jié)構(gòu)分為生物質(zhì)裂解循環(huán)流化床、分隔分布板式鼓泡流化床、檔板活性炭活化流化床、燃?xì)鈸Q熱器、氣液分離器五個(gè)功能部分； 2. 發(fā)明專利二特征在于引入外場(chǎng)（聲場(chǎng)）改善生物質(zhì)顆粒和生物質(zhì)焦炭的流化質(zhì)量，減小生物質(zhì)聚團(tuán)尺寸，降低流化床操作氣速，調(diào)控活性炭粒度和孔隙分布；活化氣體二氧化碳經(jīng)射流管形成射流區(qū)，射流區(qū)的形成、崩塌以及射流氣泡的上升可以有效解決生物質(zhì)焦的團(tuán)聚問題。

作品圖片

  • 固體廢棄物流化床資源化技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化
  • 固體廢棄物流化床資源化技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化

作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

本發(fā)明屬于應(yīng)用氣固流態(tài)化技術(shù)處理固體廢棄物的技術(shù)領(lǐng)域范圍，涉及雙流化床和射流流化床制備顆?；钚蕴可a(chǎn)裝置。本發(fā)明裝置特別適合以農(nóng)作物秸稈、鋸末、城市污水污泥等固體廢棄物為原料，采用物理活化法制取活性炭。發(fā)明裝置主體結(jié)構(gòu)由循環(huán)流化床主體、旋風(fēng)分離器、液體收集器、固體收集器等器件經(jīng)過原理可靠性組合構(gòu)成雙流化床和射流流化床制備顆粒活性炭生產(chǎn)裝置系統(tǒng)。本發(fā)明創(chuàng)新點(diǎn)在于固體廢棄物在流化床內(nèi)連續(xù)熱解活化制備顆粒活性炭，實(shí)現(xiàn)固體廢棄物減量化，資源化和無害化處理；其結(jié)構(gòu)原理新穎可靠，操作使用方便靈活，制備的活性炭具有較高的吸附性能，同時(shí)富集液體油，節(jié)約能源。

科學(xué)性、先進(jìn)性

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，尋求設(shè)計(jì)一種利用生物質(zhì)和城市污泥等典型的固體廢棄物為原料，通過流化床技術(shù)炭化、CO2活化制備顆?；钚蕴?，實(shí)現(xiàn)高熱值燃?xì)?、活性炭和液體燃料的聯(lián)產(chǎn)，并形成一種生產(chǎn)裝置系統(tǒng)。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的雙流化床和射流流化床制備顆?；钚蕴可a(chǎn)裝置，可以連續(xù)生產(chǎn)高質(zhì)量顆?；钚蕴?，利用固體廢棄物連續(xù)炭化、活化制取活性炭，通過固體廢棄物和石英砂連續(xù)在循環(huán)流化床中炭化，分別采用傾斜分布板鼓泡流化床活化和射流流化床活化，控制顆?；钚蕴康牧６燃捌淇紫斗植迹瑢?shí)現(xiàn)固體廢棄物減量化，資源化和無害化處理。

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

1.《雙射流流化床系列專利技術(shù)及應(yīng)用》通過山東省科技廳組織的科技成果鑒定，達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，鑒定號(hào)：魯科成（2007第1497號(hào)）。 2.《射流流化床流動(dòng)特性相關(guān)基礎(chǔ)研究》通過山東省科技廳組織的科技成果鑒定，達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，鑒定號(hào)：魯科成（2007第1496號(hào)）。 3. 《雙射流流化床系列專利技術(shù)及應(yīng)用》于2008年獲得青島市技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。 4.“聲場(chǎng)射流流化床基礎(chǔ)理論研究與應(yīng)用”山東省研究生優(yōu)秀科技創(chuàng)新成果獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

作品所處階段

實(shí)驗(yàn)室階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

技術(shù)合作

作品可展示的形式

圖片，樣品

使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)

固體廢棄物流化床資源化技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化是以固體廢棄物為原料，在循環(huán)流化床中熱解生物質(zhì)制取焦炭，通過分隔式氣體分布板有效分離石英砂和焦炭，分離后的焦炭在傾斜式鼓泡活化流化床或射流流化床中進(jìn)行活化，在足夠的停留時(shí)間下制得0.1 mm-3 mm粒度的活性炭，各種質(zhì)量指標(biāo)優(yōu)良。 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市化進(jìn)程速度不斷加快，固體廢棄物，特別是城市生活垃圾的產(chǎn)量不斷增加，對(duì)環(huán)境造成的污染日益嚴(yán)重。固體廢棄物制備活性炭滿足固體廢棄物減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化的要求，符合國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)政策。我國(guó)活性炭年產(chǎn)量為20萬(wàn)t以上，年需求量在10萬(wàn)t左右，但活性炭產(chǎn)品約70～80%出口，因此我國(guó)活性炭年產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國(guó)內(nèi)活性炭市場(chǎng)的需求。固體廢棄物制取活性炭投資主要包括炭化與活化系統(tǒng)、電力設(shè)備、配套設(shè)備及土建等。成本包括原材料費(fèi)用、設(shè)備維修、設(shè)備折舊、人工以及環(huán)保等部分。綜合多方面考慮，固體廢棄物基活性炭比煤基活性炭具有更廉價(jià)的原料來源，更高的經(jīng)濟(jì)效益。

同類課題研究水平概述

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市化進(jìn)程速度不斷加快，固體廢棄物，特別是城市生活垃圾的產(chǎn)量不斷增加，對(duì)環(huán)境造成的污染日益嚴(yán)重。廢棄物，特別是木質(zhì)廢棄物和城市污水污泥，制備活性炭滿足固體廢棄物減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化的要求，符合國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)政策。 Ehrburger等提出在惰性氣體中熱處理KOH與含炭材料時(shí)，制備出比表面積較大的活性炭?；瘜W(xué)活化法活性炭得率較高，孔隙發(fā)達(dá)，吸附性能好，但此法對(duì)設(shè)備腐蝕性大，環(huán)境污染嚴(yán)重，熱解能量循環(huán)利用困難，而且活性炭中殘留化學(xué)藥品，在應(yīng)用方面受到限制。物理活化水蒸氣、二氧化碳、空氣或它們的混合氣體對(duì)環(huán)境污染小，因其依靠氧化碳原子形成孔隙結(jié)構(gòu)，活化溫度較高且活性炭得率低。Kuhl認(rèn)為，在 900～1100 ℃溫度下，對(duì)焦炭進(jìn)行活化，水蒸氣活化制得活性炭的BET比表面積高于二氧化碳活化的活性炭。S. K. Ryu指出，與水蒸氣活化相比，用二氧化碳活化炭纖維可得到較大微孔體積和較小微孔直徑；F. Rodriguez以橄欖核為原料的活化研究認(rèn)為，二氧化碳活化過程先是開孔，再擴(kuò)孔，而在水蒸氣活化初始階段就開始擴(kuò)孔。而且，對(duì)于活性炭的活化機(jī)理和吸附機(jī)理特別是對(duì)廢水中有機(jī)物的吸附有待進(jìn)一步研究，表面官能團(tuán)或微晶晶格缺陷與其吸附能力的關(guān)系的研究還沒有突破性進(jìn)展。 ChenXiaoge等以新加坡污水污泥處理廠污泥為原料，以氯化鋅為活化劑制備出污泥活性炭，并分析了活性炭的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。A. Bagreev等以紐約城市污泥為原料，在400～950℃范圍內(nèi)進(jìn)行熱解制備出活性炭吸附劑，并通過氮?dú)馕健嶂胤治?、電?shì)滴定和傅立葉轉(zhuǎn)換紅外光譜對(duì)活性炭吸附劑孔結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)特性進(jìn)行了大量的研究。 Sébastien Rio等以城市污泥為原料，采用硫酸活化的方法制備污泥活性炭吸附劑，選取浸漬比、活化溫度及活化時(shí)間等因素考察了吸附劑的表面化學(xué)特性、孔結(jié)構(gòu)和吸附特性，并將得到的活性炭吸附劑應(yīng)用于廢水廢氣的處理。 目前我國(guó)活性炭年產(chǎn)量為20萬(wàn)t以上，活性炭的年需求量在10萬(wàn)t左右，但是活性炭產(chǎn)品約70～80%出口，因此我國(guó)活性炭年產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國(guó)內(nèi)活性炭市場(chǎng)的需求。目前，國(guó)內(nèi)外生物質(zhì)活性炭的制備大多數(shù)仍停留在固定床或一級(jí)流化床階段，且大多數(shù)停留在實(shí)驗(yàn)室階段。
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