CN102878566B - 一种有机固体燃料干燥、热解焚烧一体化方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种有机固体燃料干燥、热解焚烧一体化方法与装置。主要包括焚烧装置、除尘器、调节阀、干燥装置和热解装置）组成。从焚烧装置中出来的烟气经过除尘器后排出。在引风管道上设置一个调节阀，用以调整进入除尘器的烟气量；有机固体燃料经干燥装置进行干燥。干燥后的燃料与从除尘器分离的高温物质混合后进入热解装置中进行热解。所形成的焦炭进入焚烧装置中发生燃烧反应放出大量热量，提升床料温度。本发明的效果和益处是：本装置具有结构简单、反应效率高等优点。干燥和热解过程完全利用焚烧过程提供的高温床料，实现了燃料热量的高效利用。
Description
技术领域
本发明属于有机固体燃料的干燥、热解及焚烧技术领域，涉及一种有机固体燃料干燥、热解焚烧一体化方法与装置。特别涉及到有机固体燃料包括煤、生物质、普通废弃物、工业有机废物、废塑料、废橡胶、垃圾衍生燃料等固体可燃物在经过干燥、热解及焚烧过程的一体化转化，可以实现有机固体燃料的自持加热转化的方法和装置。
背景技术
有机固体燃料种类繁多，储量丰富而且产量巨大，具有重要的能源回收价值。其中热化学转化技术如热解及焚烧技术是常用的有机固体燃料处理的有效方法之一。但大多有机固体燃料在热解、焚烧处理前均存在水分含量高等问题，这些问题会导致热解焚烧效率下降，热解液水分含量高，焚烧尾气污染物超标等问题，因此对有机固体燃料进行干燥处理是热化学处理的重要步骤。但是单独的热解工艺大多需要提供外来热源，热效率也较低。一种既能为干燥、热解提供热源，也可高效利用有机固体燃料中蕴含的热量是有机固体燃料高效利用的一个良好解决方案。因此一体化的干燥、热解和焚烧工艺的提出可以很好的解决这些问题。这种一体化的干燥、热解和焚烧工艺主要是通过焚烧过程提供用于维持焚烧和干燥、热解过程所需的热量，干燥过程脱除水分，而热解过程产生可燃气体及焦炭，焦炭可再次进入焚烧炉中进行焚烧。焚烧炉按照炉型分类主要有固定床、流化床、鼓泡床等，热解炉和干燥装置可分为旋转床、固定床和流化床等。
目前也有研究开展了有机固体燃料的干燥、热解和焚烧工艺，但方法各有不同。如中国专利CN 200710112749.5一种链道间壁式缺氧弱炸干燥、焚烧和烧烛热解装置。其干燥在上下行链道中完成，在蒸发段和高温段完成热解和焚烧过程。中国专利CN00809616.3公开了一种有机物或有机物混合物热解和气化的方法和设备。该发明利用燃烧流化床对有机物进行燃烧，热解和干燥。但其干燥和热解过程难以分开，干燥和热解温度也难以分别控制。中国专利CN201210124896.5公开了一种封闭式垃圾焚烧炉。主要是在这种焚烧炉中存在干燥区、热解区、燃烧区，物料依次通过这几个区域完成相关反应。在这种方法中，其存在的问题是这几个区域相互混合，无法完全区分。
发明内容
本发明目的是提供了一种有机固体燃料干燥、热解焚烧一体化方法与装置。可实现对有机固体燃料的干燥、热解以及焚烧过程的自持加热转化，同时为有机固体燃料的热化学转化提供了可控的方法和装置。
本发明的技术方案如下：
一种有机固体燃料干燥、热解焚烧一体化方法，从焚烧装置中出来的烟气通过出口，分别流入两个除尘器中。焚烧装置可以是流动床反应器也可以是旋转床反应器，优选的是流动床，流动床反应器内装有床料。空气、氧气、水蒸气或者他们的混合物等作为助燃剂通过助燃剂入口进入焚烧装置参与燃烧。进入除尘器的烟气经过除尘后，气体分别经过除尘器出口经引风管道排出。在引风管道上设置一个调节阀，用以调整进入除尘器的烟气量，调节阀安装在两个除尘器出口中间位置处；调节阀根据干燥装置和热解装置的温度自动调整引风流量大小；调节阀的类型可以是机械阀，也可以是非机械阀。从除尘器分离出的固态物质分别进入干燥装置的进口。除尘器与进口相连接的管道中充满固态物质。干燥装置可以为移动床反应器或旋转床反应器，优选的是旋转床反应器。有机固体燃料经干燥装置的燃料进口进入干燥装置进行干燥。有机固体燃料在干燥装置中与从除尘器中分离的热态物料充分混合，水分蒸发，达到干燥的目的。在调节阀的作用下，经除尘器和分离的热态床料的数量不同，进而可以控制干燥装置和热解装置的温度。干燥后的有机燃料和从除尘器中分离的高温固态物质混合后经干燥装置出口进入热解装置中进行热解反应。热解装置为固定床、流化床或者是旋转反应器；优选旋转反应器。在热解装置中，干燥后的有机固体燃料与除尘器分离的高温热态床料进行充分接触，实现热解反应，析出热解气体并形成焦炭。所产生的热解气体主要成分为H2、CO、CO2、CH4、C2-C3以及多碳的大分子气态物质，这些气态物质经出口排出系统；热解反应所形成的焦炭类固态物料通过出口经焚烧装置进口进入焚烧装置中；出口的连接管道中充满固态物料。这些固态物料主要是热解后形成的焦炭和床料的混合物，焦炭具有很高的热值。这些床料为具有高蓄热能力的、不可燃物料，优选的是石英砂。混合物进入焚烧装置后发生燃烧反应放出大量热量，提升床料温度。经调节阀控制后，干燥装置的温度范围为80-180oC，热解装置的温度范围为400-700oC，实现对有机固体燃料的干燥、热解焚烧一体化处理。
一种有机固体燃料干燥、热解焚烧一体化装置，包括焚烧装置、除尘器、调节阀、干燥装置和热解装置；其连接关系为：焚烧装置上部设有左出口和右出口分别与左除尘器和右除尘器连接；左除尘器出口和右除尘器出口分别与引风管道相连，在两个连接处的中间部分设置一个调节阀，调节阀根据干燥装置和热解装置的温度调整引风流量大小；左除尘器和右除尘器的固体物质分离出口分别与干燥装置的左进口和右进口连接；干燥装置在左进口一端还设有一个有机固体燃料入口；干燥装置的出口与热解装置的入口连接；热解装置的出口与焚烧装置的入口连接；调节阀为机械阀或非机械阀；焚烧装置是流动床反应器或旋转床反应器，反应器内装有高蓄热、不可燃的床料；干燥装置为移动床反应器或旋转床反应器；热解装置为固定床、流化床或旋转床反应器。
本发明的效果和益处是：有机固体燃料干燥、热解焚烧一体化装置具有结构简单、布局紧凑、操作简单、反应效率高等优点。另外，有机固体燃料的干燥、热解焚烧一体化工艺将三种热化学过程结合了起来，可充分利用有机固体燃料中蕴含的热值，实现外来能源的零供给，还可以对外提供能源。干燥和热解过程利用焚烧过程提供的高温床料，实现了燃料热量的高效利用。节约能源，整个系统不需要其他外来能源。
附图说明
附图是有机固体燃料干燥、热解焚烧一体化装置示意图。
图中：1 助燃剂入口；2焚烧装置；3左出口；4右出口；5左除尘器；6右除尘器；7左除尘器出口；8右除尘器出口；9引风管道；10调节阀；11干燥装置左进口；12干燥装置右进口；13 干燥装置；14 燃料进口；15 干燥装置出口；16 热解装置；17热解装置上出口，18 热解装置下出口；19焚烧装置进口。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细说明本发明的一种有机固体燃料干燥、热解焚烧一体化装置。
本发明的有机固体燃料干燥、热解焚烧一体化装置由焚烧装置2、左除尘器5和右除尘器6、调节阀10、干燥装置13和热解装置16组成。焚烧装置2上部设有左出口3和右出口4分别与两个左除尘器5和右除尘器6连接。除尘器的气体左出口7和右出口8分别与引风管道9相连，在两个连接处的中间部分设置一个调节阀10，调节阀根据干燥装置13和热解装置16的温度调整引风流量大小。左除尘器5、右除尘器6的固体物质分离出口分别与干燥装置的左进口11和右进口12连接。干燥装置在左进口11一端还设有一个有机固体燃料入口。干燥装置13的出口15与热解装置的入口连接。热解装置16的出口18与焚烧装置的入口19连接。
Claims (4)
1.一种有机固体燃料干燥、热解焚烧一体化的方法，其特征在于：
具有有机固体燃料干燥、热解焚烧一体化的装置，包括焚烧装置（2）、除尘器、调节阀（10）、干燥装置（13）和热解装置（16）；其连接关系为：焚烧装置（2）上部设有左出口（3）和右出口（4）分别与左除尘器（5）和右除尘器（6）连接；左除尘器出口（7）和右除尘器出口（8）分别与引风管道（9）相连，在两个连接处的中间部分设置一个调节阀（10），调节阀根据干燥装置（13）和热解装置（16）的温度调整引风流量大小；左除尘器（5）和右除尘器（6）的固体物质分离出口分别与干燥装置的左进口（11）和右进口（12）连接；干燥装置在左进口（11）一端还设有一个有机固体燃料入口；干燥装置（13）的出口（15）与热解装置的入口连接；热解装置下出口（18）与焚烧装置进口（19）连接；调节阀（10）为机械阀或非机械阀；焚烧装置（2）是流动床反应器或旋转床反应器，反应器内装有高蓄热、不可燃的床料；干燥装置（13）为移动床反应器或旋转床反应器；热解装置（16）为固定床、流化床或旋转床反应器；
从焚烧装置（2）中出来的烟气通过左出口（3）和右出口（4），分别流入左除尘器（5）和右除尘器（6）中；助燃剂从助燃剂入口（1）进入焚烧装置（2）参与燃烧；进入左除尘器（5）和右除尘器（6）的烟气经过除尘后，气体分别经过左除尘器出口（7）和右除尘器出口（8）经引风管道（9）排出；从左除尘器（5）和右除尘器（6）分离出的固态物质分别进入干燥装置（13）的左进口（11）和右进口（12）；除尘器与干燥装置的进口相连接的管道中充满固态物质；有机固体燃料经干燥装置（13）的燃料进口（14）进入干燥装置进行干燥；有机固体燃料在干燥装置（13）中与从除尘器中分离的热态物料充分混合，水分蒸发，达到干燥的目的；干燥后的有机燃料和从右除尘器（6）中分离的高温固态物质混合后经干燥装置出口（15）进入热解装置（16）中进行热解反应；在热解装置（16）中，干燥后的有机固体燃料与右除尘器（6）分离的高温热态床料进行充分接触，完成热解反应，析出热解气体并形成焦炭；这些热解气体经上出口（17）排出系统；热解反应所形成的焦炭类固态物料通过热解装置下出口（18）经焚烧装置进口（19）进入焚烧装置（2）中；热解装置下出口（18）与焚烧装置进口（19）之间的连接管道中充满固态物料；这些固态物料主要是热解后形成的焦炭和床料的混合物；混合物进入焚烧装置（2）后发生燃烧反应放出大量热量，提升床料温度。
2.根据权利要求1 所述的方法，其特征在于，助燃剂为空气、氧气、水蒸气或者他们的混合物。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，经调节阀（10）控制后，干燥装置（13）的温度范围为80-180oC，热解装置（16）的温度范围为400-700oC。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，床料为石英砂。
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant |