CN108467740A - 一种利用废弃物热解气化半碳化制备清洁煤的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种利用废弃物热解气化半碳化制备清洁煤的装置，包括原料供应***、原料预处理***、热分解半碳化装置、燃烧气化装置、食品添加剂添加装置、清洁煤冷却收集***和合成气再利用***，原料供应***与原料预处理***连接，食品添加剂添加装置内有食品添加剂，食品添加剂添加装置和原料预处理***均与热分解半碳化装置连接，合成气再利用***、热分解半碳化装置均与燃烧气化装置连接，热分解半碳化装置与清洁煤冷却收集***连接。本发明一种利用废弃物热解气化半碳化制备清洁煤的装置结构简单、充分利用低等级煤和农业废弃物生产清洁煤,有效节省能源，添加生物质涂布在粉煤表面，燃烧效率稳定，气体排放少，防止自燃，避免着火和***发生。

Description

一种利用废弃物热解气化半碳化制备清洁煤的装置
技术领域
本发明涉及一种制备清洁煤装置，特别是涉及一种利用废弃物热解气化半碳化制备清洁煤的装置。
背景技术
一般来说，使用卧式烟气炉来热解和气化废弃物，该热式回转窑热解气化炉，使用具有倾斜表面的放热旋转窑热解气化炉，所述倾斜表面使用高热量旋转废弃物，当引入固体废弃物时，废弃物热解和高温气化。在这种类型的热回转窑中，热解气化应在缺氧和缺氧的条件下进行，产生一定量的气体和残留物，然而将空气引入裂解气化炉，存在很大的火灾危险，高温热冲击，并产生***风险。
通过这种热回转窑热解气化炉，对废弃物为燃料进行气化和碳化的方法，为了减少由热冲击现象，***引起的热解气化炉和发电设备的寿命(运行时间)不用说，需要许多热源来将气体量维持在高温，导致热效率差的问题。
另外，使用使用热回转窑对废弃物进行半碳化而制备优质煤也就是清洁煤，那么必须在无氧和低温下运行，如果过度引入空气质量，则火灾风险大，并且存在由于燃烧炉内温度而发生热冲击现象和***的风险，通过这种热回转窑对废弃物进行半碳化的方法是通过热冲击和***来缩短半碳化炉的寿命，这导致需要热源来维持高温气体量以及设备成本增加，从而降低了热效率。
发明内容
本发明是为了解决现有技术中的不足而完成的，本发明的目的是提供一种结构简单、能够充分利用低等级煤和农业废弃物生产清洁煤,同时有效降低废弃物含水量并将产生热量再次循环利用，有效节省能源，同时添加生物质，使得其涂布在粉煤表面，燃烧效率更加稳定，气体排放少，有效防止自燃，避免着火和***等情况发生的利用废弃物热解气化半碳化制备清洁煤的装置。
本发明的一种利用废弃物热解气化半碳化制备清洁煤的装置，包括原料供应***、原料预处理***、热分解半碳化装置、燃烧气化装置、食品添加剂添加装置、清洁煤冷却收集***和合成气再利用***，所述原料供应***与用于干燥原料的所述原料预处理***连接，所述食品添加剂添加装置内填设有食品添加剂，所述食品添加剂添加装置和所述原料预处理***均通过配料混合装置与所述热分解半碳化装置连接，所述热分解半碳化装置与所述燃烧气化装置连接，所述热分解半碳化装置与所述清洁煤冷却收集***连接，所述燃烧气化装置与所述合成气再利用***连接。
本发明的一种利用废弃物热解气化半碳化制备清洁煤的装置还可以是：
所述配料混合装置包括物料混合机，所述物料混合机上设置有预处理原料输入端口、食品添加剂输入端口和预处理混合物料排出端口，所述预处理原料输入端口与所述原料预处理***连通，所述食品添加剂输入端口与所述食品添加剂添加装置连通，所述预处理混合物料排出端口与所述热分解半碳化装置连通。
所述预处理原料输入端口与所述原料预处理***之间设置有用于将预处理后的原料再次粉碎的微粉粉碎机。
所述预处理混合物料排出端口与所述热分解半碳化装置之间依次设置有首尾连接的混合料输送机、第二进料输送机、干燥物储罐和定量供给斗，所述第二进料输送机与所述原料预处理***的输出端连接，所述定量供给斗与所述热分解半碳化装置连接，所述原料预处理***的输出端与所述第二进料输送机连接。
所述混合料输送机上设置混料磁选机，所述混料磁选机正下方设置有混料金属回收装置。
所述原料预处理***包括干燥机和干燥用热风炉，所述干燥机前后端分别与所述原料供应***和所述热分解半碳化装置连接，所述干燥用热风炉与所述干燥机连通，所述热分解半碳化装置和所述燃烧气化装置均与所述干燥用热风炉气体输入式连通，所述干燥机与所述燃烧气化装置燃烧气体输入式连通，所述干燥机与所述干燥用热风炉气体输入式连通，所述干燥机输出端与烟气排放***连通。
所述热分解半碳化装置包括热分解半碳化炉和集合料斗，所述配料混合装置与所述热分解半碳化炉的输入端物料输入式连接，所述燃烧气化装置与所述热分解半碳化炉气体输入式连通，所述热分解半碳化炉的输出端与集合料斗连通，所述集合料斗下端与所述清洁煤冷却收集***连通，所述集合料斗上端与燃烧气化装置连通，所述热分解半碳化炉下部与所述原料预处理***连通。
所述集合料斗的下部还连接有有害物质去除装置，所述有害物质去除装置包括有害物质去除器和有害物质收集器，所述有害物质去除器内设置有有害物质去除剂，有害物质去除器底部与有害物质收集器连通。
所述清洁煤冷却收集***包括依次连接设置的清洁煤冷却机、清洁煤磁选机、清洁煤输送机、碳化物储罐和清洁煤包装机，所述清洁煤冷却机与所述所述热分解半碳化装置的输出端连通，所述清洁煤磁选机位于所述清洁煤冷却机正下方，所述清洁煤磁选机位于所述清洁煤输送机正上方，所述清洁煤磁选机与末端金属收集装置连通，所述清洁煤输送机末端与碳化物储罐连通，所述碳化物储罐与清洁煤包装机连通。
所述燃烧气化装置包括气化燃烧炉，所述气化燃烧炉中下部与可再生燃料存储装置和所述热分解半碳化装置输入式连通，所述气化燃烧炉中部与所述原料预处理***输入式连通，所述气化燃烧炉上部与尿素水箱连通，所述气化燃烧炉的顶部分别与所述热分解半碳化装置和所述原料预处理***所述原料预处理***连通，所述气化燃烧炉下部与灰渣收集装置连通，所述气化燃烧炉顶部与合成气再利用***连通。
所述原料供应***包括依次连接的原料破碎机、投入料斗、原料输送机、原料分选机、原料粉碎机、原料混合机、剂量进料斗，所述剂量进料斗与所述原料预处理***的输入端连通，所述原料破碎机与原始料斗连通，所述原始料斗内设置有低等级煤或农业废弃物。
本发明的一种利用废弃物热解气化半碳化制备清洁煤的装置，包括原料供应***、原料预处理***、热分解半碳化装置、燃烧气化装置、食品添加剂添加装置、清洁煤冷却收集***和合成气再利用***，所述原料供应***与用于干燥原料的所述原料预处理***连接，所述食品添加剂添加装置内填设有食品添加剂，所述食品添加剂添加装置和所述原料预处理***均通过配料混合装置与所述热分解半碳化装置连接，所述热分解半碳化装置与所述燃烧气化装置连接，所述热分解半碳化装置与所述清洁煤冷却收集***连接，所述燃烧气化装置与所述合成气再利用***连接。在这样的装置中，原料供应***的作用是为后续的工艺提供废弃物料，所述废弃物料包括60-80份的粉煤灰或低等级煤以及20-40份的秸秆等农业废弃物等的混合原料。秸秆等农业废弃物在此也可以称之为生物质添料。原料供应***是将上述低等级煤和生物质添料输送至原料预处理装置。而原料预处理装置的作用是对低等级煤和生物质添料进行粉碎、分选和干燥，原料预处理***通过供热***供应热能以保持250℃左右的温度，热量使得可以进行后续处理的需要的废弃物物料的含水量降低，至少将所需废弃物料的含水量降低到低于10％才可进入后续设备，原料预处理***将进行过预处理干燥后的低等级煤和生物质添料等混合原料输送配料混合装置进行混合配料，在配料混合装置中，经过预处理的干燥的低等级煤和生物质添料再与食品添加剂混合，食品添加剂一般为糖精酸,当然也可以是含葡萄糖的物质,混合后的物料在被输送至热分解半碳化装置，热分解半碳化装置将输送至其内的废弃物和食品添加剂的混合物料进行热解和半碳化，在热分解半碳化装置中，粉状燃料和食品添加剂、生物质添料混合后，发生了生物降解，石墨烯或硬脂酸、二氧化碳以及氮等反应，并结合在一起以转化为固体的表面涂层，用糖酸表面涂层剂对粉末燃料进行表面处理即包容在粉末燃料外部，通过其可以防止氧气和湿气接触，可以有效防止自燃，使得SOX和CO2排放量小于1％，大大降低挥发物的含量至3-20％，副产物的含量为10％或者更低，制备的清洁煤中碳含量为70-85％，而且在排放物中硫的含量低于0.3％，进而避免对大气进行污染，同时制备出清洁煤即绿色煤。整个过程具体为：1)半碳酸化过程是在100℃至200℃：尤其是在140℃至180℃，操作压力：120-150Pa下进行，吸附气体(碳氢化合物)通过吸收分离成固体。2)200℃至300℃：相同的200目(mesh)，煤粉的分解开始于煤炭污染较少且煤炭较少分解时，结合水、CO2、CO，有机硫化合物、H2S和N在氧化合物中分离。在食品添加剂的混合碳化过程中，通过6H2O+6CO2＝C6H12O6+6CO2的反应，在有机硫化合物中开始分离H2S。从半碳化过程释放的水和糖酸转化为表面涂层剂，即包容在粉煤的外表面。糖精酸吸收C(碳)，此时O2开始与糖精酸分离。有机硫化合物中的H2S通过其他途径收集。3)300-350℃:(工作温度：300-350℃，压力：120-150Pa)煤粉开始分解尽可能多的煤炭，即无烟煤。炼焦煤首先在310～320℃熔化分解后，分离出H2O，CO2，CO，H2S，红色焦油等气体和低粘度烃。硫化氢中的有机硫化合物通过收集线收集，细尘在汽化炉内完全燃烧。4)400-450℃：NH3开始从氮氧化物分解,N在蒸汽中蒸发并完全挥发，并且此时焦油的分离是最活跃的。矿物质也开始分解,二氧化碳开始从CaCO3中分离出来,N在蒸气中完全蒸发并挥发。在有机碳的热解半碳化过程中产生的部分气体(热解气体)与所述原料预处理***连通，它作为原料预处理***所需要的热量来进行供应，用作粉煤干燥的热源，从而降低了整体制造成本。当所述热分解半碳化装置旋转时，产生的粉煤(洁净煤)逐渐转移到出口方向并排出。大部分气体通过燃烧气化装置而转移到所述热分解半碳化装置内部。在热解半碳化过程中，CO和SO2产生的有害物质在热分解汽化炉内高温燃烧消耗，降低了有害物质的排放。而在混合物料在热分解半碳化装置内热解半碳化后，产生的煤粉经过与其连接的清洁煤冷却收集***进行冷却和收集。在此时冷却将清洁过的碳颗粒通过热解半衰期来阻止氧气和湿气之间的接触，可以防止自燃，差异燃料碳的热值为6,000kcal/kg或更高，水分含量为3％-5％或更低，挥发物1.8-2％，灰分6-8％或更少，固定碳76-85％，硫0.3-0.5％或更少。密度200目(mesh)74um＝0.074，内杯强度M10：大于8.5，耐磨强度M40：76.1-80.0，M25：88.1-92.0：碳反应活性：大于35％：反应后的强度：大于50％。燃烧气化装置产生的热量再输送至所述热分解半碳化装置对所述热分解半碳化装置内的混合后的废弃物混合进行热解，这样可以循环利用合成气体，进一步提高热解气体(即热解碳化气体)利用率，降低能耗。而燃烧气化装置与所述余热回收利用***连接，则将气化的合成气输送至所述合成气再利用***进行再利用，利用这些合成气能够有以下作用：第一这部分含有高热量的合成气可以输送至原料预处理***对废弃物原料进行干燥处理，节省干燥废弃物原料所使用的热量，降低成本。第二这部分合成气可以作为燃料输送至民用家庭进行燃料供应，能源充分利用；第三还可以是利用这部分合成气制备液化油。这样利用包括粉煤灰等低等级煤和农业废弃物原料可以制备清洁环保煤，同时还可以综合利用在制备过程中产生的热量和合成气进行重复利用。充分利用能源，节省能源并产生良好的经济效益。同时由于在原料预处理***将废弃物原料进行干燥处理，使得废弃物原料的湿度小于10％，因此可以有效避免了后期燃烧和气化过程中的着火和***的现象发生，有效提高整体设备的安全性。本发明的一种利用废弃物热解气化半碳化制备清洁煤的装置，相对于现有技术的优点是：结构简单、能够充分利用低等级煤和农业废弃物生产清洁煤,同时有效降低废弃物含水量并将产生热量再次循环利用，有效节省能源，同时食品添加剂和生物质添料混合反应产生包容，使得其涂布在粉煤表面，燃烧效率更加稳定，气体排放少，有效防止自燃，避免着火和***等情况发生。
附图说明
图1本发明一种利用废弃物热解气化半碳化制备清洁煤的装置结构示意图。
图号说明
1…原料输送机 2…原料破碎机 3…投入料斗
4…原料分选机 5…原料粉碎机 6…剂量进料斗
7…干燥机 8…干燥用热风炉 9…原料混合机
10…物料混合机 11…热分解半碳化炉 12…食品添加剂添加装置
13…微粉粉碎机 14…混合料输送机 15…干燥物储罐
16…气化燃烧炉 17…第二进料输送机 18…定量供给斗
19…离心式除尘器 20…载入式吹风机 21…清洁煤冷却机
22…清洁煤磁选机 23…混料磁选机 24…混料金属回收装置
25…集合料斗 26…有害物质去除器 27…硫磺收集器
28…焦油收集器 29…糖收集器 30…过滤机 31…烟囱
32…清洁煤输送机 33…碳化物储罐 34…清洁煤包装机
35…末端金属收集装置 36…合成气再利用*** 37…灰渣冷却机
具体实施方式
下面结合附图的图1对本发明的一种利用废弃物热解气化半碳化制备清洁煤的装置作进一步详细说明。文中百分比均为重量百分比。
本发明的一种利用废弃物热解气化半碳化制备清洁煤的装置，请参考图1中相关各图，包括原料供应***、原料预处理***、热分解半碳化装置、燃烧气化装置、食品添加剂添加装置12、清洁煤冷却收集***和合成气再利用***37，所述原料供应***与用于干燥原料的所述原料预处理***连接，所述食品添加剂添加装置12内填设有食品添加剂，所述食品添加剂添加装置12和所述原料预处理***均通过配料混合装置与所述热分解半碳化装置连接，所述热分解半碳化装置与所述燃烧气化装置连接，所述热分解半碳化装置与所述清洁煤冷却收集***连接，所述燃烧气化装置与所述合成气再利用***36连接。在这样的装置中，原料供应***的作用是为后续的工艺提供废弃物料，所述废弃物料包括60-80份粉煤灰或低等级煤以及20-40份的秸秆等农业废弃物等的混合原料。秸秆等农业废弃物在此也可以称之为生物质添料。原料供应***是将上述低等级煤和生物质添料料输送至原料预处理装置。而原料预处理装置的作用是对低等级煤和生物质添料行粉碎、分选和干燥，原料预处理***通过供热***供应热能以保持250℃左右的温度，热量使得可以进行后续处理的需要的废弃物物料的含水量降低，至少将所需废弃物料的含水量降低到低于10％才可进入后续设备，原料预处理***将进行过预处理干燥后的低等级煤和生物质添料输送配料混合装置进行混合配料，在配料混合装置中，经过预处理的干燥的低等级煤和生物质添料再食品添加剂混合，混合后的物料在被输送至热分解半碳化装置，热分解半碳化装置将输送至其内的废弃物和食品添加剂的混合物料进行热解和半碳化，在热分解半碳化装置中，粉状燃料和食品添加剂、生物质添料混合后，生物降解，石墨烯或硬脂酸、二氧化碳以及氮等反应，并结合在一起以转化为固体的表面涂层，用糖酸表面涂层剂对粉末燃料进行表面处理即包容在粉末燃料外部，通过防止氧气和湿气接触，可以有效防止自燃，使得SOX和CO2排放量小于1％，大大降低挥发物的含量至3-20％，副产物的含量为10％或者更低，制备的清洁煤中碳含量为70-85％，而且在排放物中硫的含量低于0.3％，进而避免对大气进行污染，同时制备出清洁煤即绿色煤。整个过程具体为：1)半碳酸化过程是在100℃至200℃：尤其是在140℃至180℃，操作压力：120-150a下进行，吸附气体(碳氢化合物)通过吸收分离成固体。2)200℃至300℃：相同的200目(mesh)，煤粉的分解开始于煤炭污染较少且煤炭较少分解时，结合水、CO2、CO，有机硫化合物、H2S和N在氧化合物中分离。在食品添加剂的混合碳化过程中，通过6H2O+6CO2＝C6H12O6+6CO2的反应，在有机硫化合物中开始分离H2S。从半碳化过程释放的水和糖酸转化为表面涂层剂，即包容在粉煤的外表面。糖精酸吸收C(碳)，此时O2开始与糖精酸分离。有机硫化合物中的H2S通过其他途径收集。3)300-350℃:(工作温度：300-350℃，压力：120-150Pa)煤粉开始分解尽可能多的煤炭，即无烟煤。炼焦煤首先在310～320℃熔化分解后，分离出H2O，CO2，CO，H2S，红色焦油等气体和低粘度烃。硫化氢中的有机硫化合物通过收集线收集，细尘在汽化炉内完全燃烧。4)400-450℃：NH3开始从氮氧化物分解,N在蒸汽中蒸发并完全挥发，并且此时焦油的分离是最活跃的。矿物质也开始分解,二氧化碳开始从CaCO3中分离出来,N在蒸气中完全蒸发并挥发。在有机碳的热解半碳化过程中产生的部分气体(热解气体)与所述原料预处理***连通，它作为原料预处理***所需要的热量来进行供应，用作粉煤干燥的热源，从而降低了整体制造成本。当所述热分解半碳化装置旋转时，产生的粉煤(洁净煤)逐渐转移到出口方向并排出。大部分气体通过燃烧气化装置而转移到所述热分解半碳化装置内部。在热解半碳化过程中，CO和SO2产生的有害物质在热分解汽化炉内高温燃烧消耗，降低了有害物质的排放。而在混合物料在热分解半碳化装置内热解半碳化后，产生的煤粉经过与其连接的清洁煤冷却收集***进行冷却和收集。在此时冷却将清洁过的碳颗粒通过热解半衰期来阻止氧气和湿气之间的接触，可以防止自燃，差异燃料碳的热值为6,000kcal/kg或更高，水分含量为3％-5％或更低，挥发物1.8-2％，灰分6-8％或更少，固定碳76-85％，硫0.3-0.5％或更少。密度200目(mesh)74um＝0.074，内杯强度M10：大于8.5，耐磨强度M40：76.1-80.0，M25：88.1-92.0：碳反应活性：大于35％：反应后的强度：大于50％。燃烧气化装置产生的热量再输送至所述热分解半碳化装置对所述热分解半碳化装置内的混合后的废弃物混合进行热解，这样可以循环利用合成气体，进一步提高热解气体(即热解碳化气体)利用率，降低能耗。而燃烧气化装置与所述余热回收利用***连接，则将气化的合成气输送至所述合成气再利用***36进行再利用，利用这些合成气能够有以下作用：第一这部分含有高热量的合成气可以输送至原料预处理***对废弃物原料进行干燥处理，节省干燥废弃物原料所使用的热量，降低成本。第二这部分合成气可以作为燃料输送至民用家庭进行燃料供应，能源充分利用；第三还可以是利用这部分合成气制备液化油。这样利用包括粉煤灰等低等级煤和农业废弃物原料可以制备清洁环保煤，同时还可以综合利用在制备过程中产生的热量和合成气进行重复利用。充分利用能源，节省能源并产生良好的经济效益。同时由于在原料预处理***将废弃物原料进行干燥处理，使得废弃物原料的湿度小于10％，因此可以有效避免了后期燃烧和气化过程中的着火和***的现象发生，有效提高整体设备的安全性。本发明的一种利用废弃物热解气化半碳化制备清洁煤的装置，相对于现有技术的优点是：结构简单、能够充分利用低等级煤和农业废弃物发电,同时有效降低废弃物含水量并将产生热量再次循环利用，有效节省能源，同时食品添加剂和生物质添料混合反应产生包容，使得其涂布在粉煤表面，燃烧效率更加稳定，气体排放少，有效防止自燃，避免着火和***等情况发生。
本发明的一种利用废弃物热解气化半碳化制备清洁煤的装置，请参考图1，在前面技术方案的基础上具体可以是：所述配料混合装置包括物料混合机10，所述物料混合机10上设置有预处理原料输入端口、食品添加剂输入端口和预处理混合物料排出端口，所述预处理原料输入端口与所述原料预处理***连通，所述食品添加剂输入端口与所述食品添加剂添加装置12连通，所述预处理混合物料排出端口与所述热分解半碳化装置连通。这样，经过所述原料预处理***预先干燥处理的原料经由预处理原料输入端口进入物料混合机10中，同时食品添加剂添加装置12内的食品添加剂(食品添加剂可以是糖精酸或者是含葡萄糖的物质均可)通过食品添加剂输入端口进入物料混合机10内进行混合，方便后续的热分解半碳化反应过程更加彻底和完全，提高清洁煤的产出率。混合后的物料通过物料混合机10的预处理混合物料排出端口排出后被输送至热分解半碳化装置中。这样经过混合的预处理物料和食品添加剂相互分散在彼此之间，方便后续热分解半碳化的反应更加完全，制备的清洁煤含碳量更高，产出率更高。在前面技术方案的基础上进一步优选的技术方案为：所述预处理原料输入端口与所述原料预处理***之间设置有用于将预处理后的原料再次粉碎的微粉粉碎机13。这样，可以在将原料干燥处理后将预处理后的原料再次进行粉碎，粉碎后原料的颗粒度为200目或者更细，这样有利于后续生物质添料与食品添加剂混合过程中充分混合，且在后续的反应过程中在粉煤的表面形成表面涂层，更好地防止氧气和湿气接触，进一步降低自燃发生的几率，提高生产过程的安全，同时可以提高制备的清洁煤的发热量，降低二氧化碳的排放。在前面技术方案的技术上还可以是：所述预处理混合物料排出端口与所述热分解半碳化装置之间依次设置有首尾连接的混合料输送机14、第二进料输送机17、干燥物储罐15和定量供给斗18，所述第二进料输送机17与所述原料预处理***的输出端连接，所述定量供给斗18与所述热分解半碳化装置连接，所述原料预处理***的输出端与所述第二进料输送机17连接。这样，在预处理后的原料与食品添加剂充分混合后的混合物料从所述预处理混合物料排出端口输出，然后依次经过混合料输送机14和第二进料输送机17输送至干燥物储罐15内，之后再根据需要输送至定量供给斗18内，然后再从定量供给斗18内定量输送给所述热分解半碳化装置进行热分解半碳化反应。同时所述原料预处理***的输出端将生产过程中干燥原料后的废气排出后经过除尘处理后的废渣由于含有大量的干燥物料，因此可以将此部分干燥物料输送至第二进料输送机17中随同混合后的物料一起输送至干燥物储罐15进行后续反应。这样可以有效回收利用原料，有效提高清洁煤的产出率。当然与原料预处理***输出端上部设置的除尘装置可以为离心式除尘器19，从原料预处理***内输出的废气经过离心式除尘器19除尘后气体经过过滤机3030和载入式吹风机20处理后从烟囱31排出。当然经过离心式除尘器19过滤后的废气的一部分可以输送返回至原料预处理***进行重复利用，进一步降低生产成本。在前面技术方案的基础上更进一步优选的技术方案为：所述混合料输送机14上设置混料磁选机23，所述混料磁选机23正下方设置有混料金属回收装置24。这样混合后端的物料在被混合料输送机14输送的过程中，经过混料磁选机23进行磁选，将混合物料中的金属类吸入混料磁选机23内，并实时或定期排放至位于其下方的混料金属回收装置24中，这样可以有效避免金属物质混合在混合物料中，影响后续的热分解半碳化反应的效率和进程。
本发明的一种利用废弃物热解气化半碳化制备清洁煤的装置，请参考图1，在前面技术方案的基础上具体可以是：所述原料预处理***包括干燥机7和干燥用热风炉8，所述干燥机7前后端分别与所述原料供应***和所述热分解半碳化装置连接，所述干燥用热风炉8与所述干燥机7连通，所述热分解半碳化装置和所述燃烧气化装置均与所述干燥用热风炉8气体输入式连通，所述干燥机7与所述燃烧气化装置燃烧气体输入式连通，所述干燥机7与所述干燥用热风炉8气体输入式连通，所述干燥机7输出端与烟气排放***连通。这样，原料供应***供应的低等级煤和秸秆等农业废弃物等生物质添料的混合原料首先进入干燥机7内进行干燥，干燥用热风炉8与干燥机7气体输入式连通，所述干燥用热风炉8向干燥机7内输入热风，热风进入干燥机7内将输送至干燥机7内的原料进行干燥，使得初始原料的含水量降低至10％以下，方便后续进行热解半碳化反应，同时避免热解半碳化时起火或者***的情况发生。同时由于所述热分解半碳化装置和燃烧气化装置均与所述干燥用热风炉8气体输入式连通，方便热分解半碳化反应过程中产生的热的气体以及在燃烧气化装置中燃烧后排出的热气均输入所述干燥用热风炉8内，为干燥机7干燥原料提供源源不断的热风和热能，有效节省能源，充分利用本***内产生的热能为本***提供热能。另外，干燥机7排出的废气可以通过管道输送至与之连通的燃烧气化装置内，与燃料混合进行充分燃烧，当然此时输送至燃烧气化装置内的气体是经过离心式除尘器19进行除尘后的气体。最后，干燥机7的输出端与烟气排放***连通，而烟气排放***包括离心式除尘器19、过滤机3030、载入式吹风机20和烟囱31。从干燥机7排出的废气经过离心式除尘器19除尘后颗粒状或粉状物料通过第二进料输送机17进入干燥物储罐15，气体一部分输送至燃烧气化装置进行燃烧气化反应，一部分进入过滤机3030，载入式吹风机20后从烟囱31排放，另外一部分则循环进入所述干燥用热风炉8中进行重复利用。
本发明的一种利用废弃物热解气化半碳化制备清洁煤的装置，请参考图1，在前面技术方案的基础上具体可以是：所述热分解半碳化装置包括热分解半碳化炉11和集合料斗25，所述配料混合装置与所述热分解半碳化炉11的输入端物料输入式连接，所述燃烧气化装置与所述热分解半碳化炉11气体输入式连通，所述热分解半碳化炉11的输出端与集合料斗25连通，所述集合料斗25下端与所述清洁煤冷却收集***连通，所述集合料斗25上端与燃烧气化装置连通，所述热分解半碳化炉11下部与所述原料预处理***连通。这样，原料经过预处理后再与食品添加剂混合后的混合物料被输送至所述热分解半碳化炉11中，然后燃烧气化装置中产生的热气输送至所述热分解半碳化炉11内对混合物料作用，使得混合物料在所述热分解半碳化炉11内进行热分解半碳化反应，具体反应前面已经描述过，热分解半碳化后的反应后物质被输送至集合料斗25内，其中固体物质从集合料斗25的下部输送至所述清洁煤冷却收集***内进行冷却收集，而气体部分则从集合料斗25上端输出。从集合料斗25上端输出的气体被输送至燃烧气化装置内进行燃烧气化再利用。由于整体的热源来自于燃烧气化装置，而且在整个热分解半碳化过程中没有空气流入，因此降低了火灾和***发生的风险，同时由于通过间接加热法和热冲击法溶解固体，因此所述热分解半碳化炉11的耐久性更好，使用寿命更长。另外，在所述热分解半碳化炉11的下部与原料预处理***连通，向原料预处理***的所述干燥用热风炉8内输送在所述热分解半碳化炉11中反应后的热气，充分利用反应过程产物进行再循环利用，降低能耗，提高物料利用率，有效降低成本。在前面技术方案的基础上进一步优选的技术方案为：所述集合料斗25的下部还连接有有害物质去除装置，所述有害物质去除装置包括有害物质去除器26和有害物质收集器，所述有害物质去除器26内设置有有害物质去除剂，有害物质去除器26底部与有害物质收集器连通。集合料斗25下端输出固体清洁煤的同时不可避免地附带一些气体，这些气体中含有硫，碳和氮等有害物质，直接排放则污染大气，因此在集合料斗25的下部连接设置了有害物质去除装置，有害物质去除装置中的有害物质去除器26内设置有有害物质去除剂，如硫去除剂，焦油去除剂，糖分去除剂等等。这些有害物质去除剂将该部分气体内的硫、焦油、糖和氮等有害物质去除，经过有害物质去除器26处理后的气体则被输送至燃烧气化装置内进行燃烧气化再利用，而与有害物质去除剂反应后的产物如硫磺、焦油和糖等通过各自的硫磺收集器27、焦油收集器28和糖收集器29收集。这样可以有效利用能源，将重复利用的气体中的有害物质去除，进一步提高产品的产出率，提高清洁煤的碳含量，同时避免直接排放后污染大气。
本发明的一种利用废弃物热解气化半碳化制备清洁煤的装置，请参考图1，在前面技术方案的基础上具体可以是：所述清洁煤冷却收集***包括依次连接设置的清洁煤冷却机21、清洁煤磁选机22、清洁煤输送机32、碳化物储罐33和清洁煤包装机34，所述清洁煤冷却机21与所述所述热分解半碳化装置的输出端连通，所述清洁煤磁选机22位于所述清洁煤冷却机21正下方，所述清洁煤磁选机22位于所述清洁煤输送机32正上方，所述清洁煤磁选机22与末端金属收集装置35连通，所述清洁煤输送机32末端与碳化物储罐33连通，所述碳化物储罐33与清洁煤包装机34连通。其中清洁煤冷却机21的作用是将所述热分解半碳化装置中产生的固体清洁煤进行冷却，清洁煤磁选机22是将冷却后的清洁煤再次进行磁选，将冷却后的清洁煤内的金属物质去除掉，然后清洁煤输送机32将去除金属物质的清洁煤输送至碳化物储罐33内储存，并在需要的时候输送至清洁煤包装机34进行包装后运输和销售。清洁煤磁选机22吸附的金属被输送至末端金属收集装置35内收集。这样可以完成清洁煤的冷却和收集，方便后续销售。
本发明的一种利用废弃物热解气化半碳化制备清洁煤的装置，请参考图1，在前面技术方案的基础上具体可以是：所述燃烧气化装置包括气化燃烧炉16，所述气化燃烧炉16中下部与可再生燃料存储装置和所述热分解半碳化装置输入式连通，所述气化燃烧炉16中部与所述原料预处理***输入式连通，所述气化燃烧炉16上部与尿素水箱连通，所述气化燃烧炉16的顶部分别与所述热分解半碳化装置和所述原料预处理***所述原料预处理***连通，所述气化燃烧炉16下部与灰渣收集装置连通，所述气化燃烧炉16顶部与所述合成气再利用***36连通。气化燃烧炉16为所述热分解半碳化装置提供热源用于所述热分解半碳化装置内的混合物料进行热解半碳化反应，气化燃烧炉16中有从所述热分解半碳化装置内输入的气体，有从原料预处理***内输入的气体，还有从可再生燃料存储装置中输入的可再生燃料，同时还有从尿素水箱中输入的尿素水，所有这些物质在气化燃烧炉16中燃烧气化，产生含有高热量的气体，然后上述高热量的气体中的大部分再被输送至所述热分解半碳化装置对所述热分解半碳化装置内的混合物料进行间接加热，上述高热量的气体的一部分被输送至原料预处理***的所述干燥用热风炉8中提高所述干燥用热风炉8所述干燥用热风炉8中的气体温度，该提高温度的气体再被输送至原料预处理***的干燥机7中干燥需要预处理的原料，热能再利用，降低能源消耗，提高原料利用率。另外一部分气体被输送至合成气再利用***36进行再利用，有效提高原料和中间产物的利用率并降低有害物质含量，避免污染大气。在前面技术方案的技术上进一步优选的技术方案为：合成气再利用气筒包括有害物质去除装置和燃气发电装置、燃料燃气利用装置和液化油收集装置，其中气体首先被输送至有害物质去除装置中去除有害物质，具体有害物质去除装置的结构和作用原理同前面描述的一致，在此不再赘述。去除有害物质后的气体分别被输送至燃气发电装置进行发电以供民用和工业用电，或者输送至燃料燃气利用装置中用于民用或者工业燃料供应，当然还可以是输送至液化油收集装置中制备液化油进行再利用。这样在燃烧气化装置中产生的合成气有多种用途，可以充分利用能源，降低成本，提高产出，提高原料和***的利用率。另外，在气化燃烧炉16下部与灰渣收集装置连通，灰渣收集装置包括灰渣冷却机37和灰渣输送机，灰渣冷却机37的作用是将燃烧后的灰渣冷却，而灰渣输送机的作用是将灰渣输送走。
本发明的一种利用废弃物热解气化半碳化制备清洁煤的装置，请参考图1，在前面技术方案的基础上具体可以是：所述原料供应***包括依次连接的原料破碎机2、投入料斗3、原料输送机1、原料分选机4、原料粉碎机5、原料混合机9、剂量进料斗6，所述剂量进料斗6与所述原料预处理***的输入端连通，所述原料破碎机2与原始料斗连通，所述原始料斗内设置有低等级煤或农业废弃物。这样低等级煤和农业废弃物等生物质添料等原料经过原料破碎机2的破碎后被投入至投入料斗3内，然后被原料输送机1输送至原料分选机4中进行分选，可燃烧的有用的低等煤和秸秆等废弃物的生物质添料经过原料粉碎机5的再次粉碎后进入剂量进料斗6内。然后最终进入所述原料预处理***进行干燥等预处理。这样的原料供应***可以为后续工序提供干燥后的湿度低于10％的可热解半碳化反应的原料，进一步保证了原料供应以及后续工序的安全性，避免发生起火或者***等情况发生。
另外，需要说明的是在附图中，A代表废气，B代表尿素水，C代表燃料，D代表合成气，E代表灰尘，F代表灰渣。
上述仅对本发明中的几种具体实施例加以说明，但并不能作为本发明的保护范围，凡是依据本发明中的设计精神所作出的等效变化或修饰或等比例放大或缩小等，均应认为落入本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种利用废弃物热解气化半碳化制备清洁煤的装置，其特征在于：包括原料供应***、原料预处理***、热分解半碳化装置、燃烧气化装置、食品添加剂添加装置、清洁煤冷却收集***和合成气再利用***，所述原料供应***与用于干燥原料的所述原料预处理***连接，所述食品添加剂添加装置内填设有食品添加剂，所述食品添加剂添加装置和所述原料预处理***均通过配料混合装置与所述热分解半碳化装置连接，所述热分解半碳化装置与所述燃烧气化装置连接，所述热分解半碳化装置与所述清洁煤冷却收集***连接，所述燃烧气化装置与所述合成气再利用***连接。
2.根据权利要求1所述的一种利用废弃物热解气化半碳化制备清洁煤的装置，其特征在于：所述配料混合装置包括物料混合机，所述物料混合机上设置有预处理原料输入端口、食品添加剂输入端口和预处理混合物料排出端口，所述预处理原料输入端口与所述原料预处理***连通，所述食品添加剂输入端口与所述食品添加剂添加装置连通，所述预处理混合物料排出端口与所述热分解半碳化装置连通。
3.根据权利要求2所述的一种利用废弃物热解气化半碳化制备清洁煤的装置，其特征在于：所述预处理原料输入端口与所述原料预处理***之间设置有用于将预处理后的原料再次粉碎的微粉粉碎机。
4.根据权利要求2所述的一种利用废弃物热解气化半碳化制备清洁煤的装置，其特征在于：所述预处理混合物料排出端口与所述热分解半碳化装置之间依次设置有首尾连接的混合料输送机、第二进料输送机、干燥物储罐和定量供给斗，所述第二进料输送机与所述原料预处理***的输出端连接，所述定量供给斗与所述热分解半碳化装置连接，所述原料预处理***的输出端与所述第二进料输送机连接。
5.根据权利要求4所述的一种利用废弃物热解气化半碳化制备清洁煤的装置，其特征在于：所述混合料输送机上设置混料磁选机，所述混料磁选机正下方设置有混料金属回收装置。
6.根据权利要求1至5任意一项权利要求所述的一种利用废弃物热解气化半碳化制备清洁煤的装置，其特征在于：所述原料预处理***包括干燥机和干燥用热风炉，所述干燥机前后端分别与所述原料供应***和所述热分解半碳化装置连接，所述干燥用热风炉与所述干燥机连通，所述热分解半碳化装置和所述燃烧气化装置均与所述干燥用热风炉气体输入式连通，所述干燥机与所述燃烧气化装置燃烧气体输入式连通，所述干燥机与所述干燥用热风炉气体输入式连通，所述干燥机输出端与烟气排放***连通。
7.根据权利要求1至5任意一项权利要求所述的一种利用废弃物热解气化半碳化制备清洁煤的装置，其特征在于：所述热分解半碳化装置包括热分解半碳化炉和集合料斗，所述配料混合装置与所述热分解半碳化炉的输入端物料输入式连接，所述燃烧气化装置与所述热分解半碳化炉气体输入式连通，所述热分解半碳化炉的输出端与集合料斗连通，所述集合料斗下端与所述清洁煤冷却收集***连通，所述集合料斗上端与燃烧气化装置连通，所述热分解半碳化炉下部与所述原料预处理***连通。
8.根据权利要求7所述的一种利用废弃物热解气化半碳化制备清洁煤的装置，其特征在于：所述集合料斗的下部还连接有有害物质去除装置，所述有害物质去除装置包括有害物质去除器和有害物质收集器，所述有害物质去除器内设置有有害物质去除剂，有害物质去除器底部与有害物质收集器连通。
9.根据权利要求1-5任意一项权利要求所述的一种利用废弃物热解气化半碳化制备清洁煤的装置，其特征在于：所述清洁煤冷却收集***包括依次连接设置的清洁煤冷却机、清洁煤磁选机、清洁煤输送机、碳化物储罐和清洁煤包装机，所述清洁煤冷却机与所述所述热分解半碳化装置的输出端连通，所述清洁煤磁选机位于所述清洁煤冷却机正下方，所述清洁煤磁选机位于所述清洁煤输送机正上方，所述清洁煤磁选机与末端金属收集装置连通，所述清洁煤输送机末端与碳化物储罐连通，所述碳化物储罐与清洁煤包装机连通。
10.根据权利要求1至5任意一项权利要求所述的一种利用废弃物热解气化半碳化制备清洁煤的装置，其特征在于：所述燃烧气化装置包括气化燃烧炉，所述气化燃烧炉中下部与可再生燃料存储装置和所述热分解半碳化装置输入式连通，所述气化燃烧炉中部与所述原料预处理***输入式连通，所述气化燃烧炉上部与尿素水箱连通，所述气化燃烧炉的顶部分别与所述热分解半碳化装置和所述原料预处理***所述原料预处理***连通，所述气化燃烧炉下部与灰渣收集装置连通，所述气化燃烧炉顶部与合成气再利用***连通。
11.根据权利要求1至5任意一项权利要求所述的一种利用废弃物热解气化半碳化制备清洁煤的装置，其特征在于：所述原料供应***包括依次连接的原料破碎机、投入料斗、原料输送机、原料分选机、原料粉碎机、原料混合机、剂量进料斗，所述剂量进料斗与所述原料预处理***的输入端连通，所述原料破碎机与原始料斗连通，所述原始料斗内设置有低等级煤或农业废弃物。
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