CN102658283B - 一种以热调理为辅、热解为主的固体废弃物处理新工艺 - Google Patents
一种以热调理为辅、热解为主的固体废弃物处理新工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种以热调理为辅、热解为主的固体废弃物处理新工艺。一般热解法核心工艺包括干化和热解，干化设备将固体废弃物含水率降至25～30%后送热解系统热解，该方法存在问题是固体废弃物中毛细水和结合水在短时间内较难脱除，且当固体废弃物含水率较高时，干化工艺耗能较大。本发明针对现有热解法干化过程能耗大问题，通过在干化工艺前增加热调理反应器，利用高温高压对固体废弃物进行调理，破坏固体废弃物颗粒和细胞结构，使得毛细水和结合水更易溶出，从而增强其脱水性能，使得进入干化炉的固体废弃物含水率降低，节约干化炉能耗。整套工艺比常规的干化热解法处理固体废弃物能耗降低了30～40%。
Description
技术领域
本发明属于能源环保技术领域，涉及一种以热调理为辅、热解为主的固体废弃物处理新工艺。
背景技术
随着经济的增长和人们消费水平的提高，固体废弃物的产量随之增高，固体废弃物是“三废”中最难处置的一种，要达到“无害化、减量化、资源化”目标会比较困难，目前采用的固体废弃物处理方法主要包括压实、破碎、分选、固化、焚烧、生物处理等。热解法是一种安全、环保、快捷的固体废弃物处理技术，其核心工艺是干化和热解，干化设备一般将固体废弃物含水率降至25～30%后送至热解系统，但固体废弃物中毛细水和结合水较难在短时间内干燥脱除，且当固体废弃物含水率较高时，该干化过程耗能很大。因此，现有固体废弃物热解技术存在的能耗缺陷，成为本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明是针对现有热解方法干化过程能耗大问题，特别是针对比较难处理处置的污泥、生活垃圾等含水率较高、处理效率低、工艺不完善、易产生二次污染的固体废弃物，提出的一项以热调理为辅、热解为主的固体废弃物处理新工艺，工艺中热调理反应器的设置基本不会对固体废弃物热值产生影响。
本发明解决技术问题所采取的技术方案为:
一种以热调理为辅、热解为主的固体废弃物处理新工艺，该工艺设备包括物料接收及输送带、热调理反应器、机械脱水机、干化炉、热解炉、二燃室、蒸汽锅炉和尾气处理塔。
固体废弃物经物料接收及输送带送至热调理反应器，含水率80%-85%的固体废弃物在此进行高温高压反应，反应时间控制在1h，之后通过机械脱水机脱水，将固体废弃物含水率降至45%～50%；机械脱水后的固体废弃物被送至干化炉中干燥，将其含水率降至小于25%；含水率小于25%的固体废弃物进入热解炉中受热分解，炉内温度控制在大于800℃，热解产生的油、气通过二燃室燃烧，产生的温度大于1000℃的部分高温烟气供热解炉所需能量，剩余部分烟气通过蒸汽锅炉产生约200℃的高温蒸汽，该蒸汽可以分别为热调理反应器和干化炉供热。蒸汽锅炉排出的烟气最后经尾气处理塔处理达标后排放。
所述的热调理反应器温度控制在100～350℃，反应压力在0.1～15.0MPa之间，是针对类似生活垃圾、污泥等含水率较高（80%-85%）、机械脱水较难的固体废弃物设置，目的是通过高温高压方式破坏固体废弃物颗粒和细胞内部结构，使毛细水和内部结合水更易通过后续工艺去除。热调理反应器的存在对固体废弃物的热值影响较小。
所述的干化炉是将固体废弃物中所含水分烘干至25%以下，水分的含量对热解工艺耗能、工程造价有较大的影响，此干化系统的设置尤为重要。
所述的尾气处理塔包括脱酸装置和脱臭装置。
本发明的有益效果为：
（1）相比针对单一固体废弃物热解处理的反应工艺，本工艺基本不受固体废弃物种类限制，且机械脱水过程无需添加调理剂、絮凝剂，机械脱水后固体废弃物含水率可降低至45～50%。
（2）二燃室输出的部分烟气可以送入蒸汽锅炉，产生约200℃的饱和蒸汽，蒸汽可以作为热调理反应器和干化炉的供热热源，合理的工艺设计使产生的蒸汽具有余热利用价值。
（3）固体废弃物处理过程简单，与传统热解方法相比，具有节省能源、节约能耗的优点。高温热解所需的热量可以由固体废弃物挥发份燃烧所提供，减少或者避免了对外部热源的消耗；当热值过低时采用掺混价廉生物质的方式补充能源，避免对油、气、煤等高档商品能源的消耗。此外，本工艺在干化炉前增加一热调理反应器，使固体废弃物在高温高压反应条件下反应1h左右，该过程可以破坏固体废弃物颗粒和细胞内部结构，使固体废弃物中的毛细水和内部结合水能够溶出，便于后续工艺去除。经过核算，相对于干化热解工艺，本发明整体可以节能30～40%。
附图说明
图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明做进一步详细说明：
如图1所示，以污泥为例，介绍该系统污泥热解的工艺流程：
将含水率约为80%的污水污泥通过物料接收及输送带1进入热调理反应器2进行高温高压反应，反应时间控制在1h左右，反应温度控制在100℃～350℃，反应压力在0.1MPa～15.0MPa之间，经过该反应器后，污泥通过机械脱水机3脱水，将污泥的含水率降低至45%～50%后进入干化炉4进行干化处理，含水率降至25%以下，含水率小于25%的污泥进入热解炉5受热分解，炉内温度控制在大于800℃，热解产生的油、气通过二燃室6燃烧，产生的温度大于1000℃的部分高温烟气供热解炉5所需能量，剩余部分烟气通过蒸汽锅炉7产生约200℃的高温蒸汽，该蒸汽可以分别为热调理反应器2和干化炉4供热。蒸汽锅炉排出的烟气最后经尾气处理塔8（包括脱酸装置和脱臭装置）处理达标后排放。
以生活垃圾为例，介绍该系统生活垃圾热解的工艺流程：
将生活垃圾通过物料接收及输送带1进入热调理反应器2进行高温高压反应，反应时间控制在1h左右，反应温度控制在100℃～350℃，反应压力在0.1MPa～15.0MPa之间，经过该反应器后，生活垃圾通过机械脱水机3脱水，将生活垃圾含水率降低至45%～50%后进入干化炉4进行干化处理，含水率降低至25%以下，含水率小于25%的生活来及进入热解炉5受热分解，炉内温度控制在大于800℃，热解产生的油、气通过二燃室6燃烧，产生的温度大于1000℃的部分高温烟气供热解炉5所需能量，剩余部分烟气通过蒸汽锅炉7产生约200℃的高温蒸汽，该蒸汽可以分别为热调理反应器2和干化炉4供热。蒸汽锅炉排出的烟气最后经尾气处理塔8（包括脱酸装置和脱臭装置）处理达标后排放。
Claims (2)
1.一种以热调理为辅、热解为主的固体废弃物处理新工艺，该工艺设备包括物料接收及输送带（1）、热调理反应器（2）、机械脱水机（3）、干化炉（4）、热解炉（5）、二燃室（6）、蒸汽锅炉（7）和尾气处理塔（8），该工艺特征在于：
固体废弃物经物料接收及输送带（1）送至热调理反应器（2），含水率80%-85%的固体废弃物在此进行高温高压反应，反应时间控制在1h，经过调理步骤后的固体废弃物通过机械脱水机（3）脱水，将固体废弃物含水率降至45%～50%；机械脱水后的固体废弃物被送至干化炉（4）中干燥，将其含水率降至小于25%；含水率小于25%的固体废弃物进入热解炉（5）受热分解，炉内温度控制在大于800℃，热解产生的油、气通过二燃室（6）燃烧，燃烧后温度大于1000℃的部分高温烟气供给热解炉（5）能量，剩余部分烟气通过蒸汽锅炉（7）产生约200℃的高温蒸汽，该蒸汽可以分别为热调理反应器（2）和干化炉（4）供热；蒸汽锅炉（7）排出的烟气最后经尾气处理塔（8）处理达标后排放；
所述的热调理反应器（2）反应器温度控制在100℃～350℃，反应压力在0.1MPa～15.0MPa之间，是针对含水率80%-85%、机械脱水较难的固体废弃物设置，目的是通过热调理，在高温高压条件下破坏固体废弃物颗粒和细胞结构，使毛细水和内部结合水更易通过后续工艺去除；
机械脱水过程无需添加调理剂、絮凝剂，机械脱水后固体废弃物含水率可降低至45%～50%。
2.据权利要求1所述的一种以热调理为辅、热解为主的固体废弃物处理新工艺，其特征在于：所述的尾气处理塔（8）包括脱酸装置和脱臭装置。
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