CN105602600A - 一种餐厨垃圾热解制油节能处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明是一种餐厨垃圾热解制油节能处理系统，属于能源环保技术领域。主要由预处理系统、热解反应系统、余热利用系统以及净化回收系统组成。餐厨垃圾原料首先送入预处理系统，依次通过破袋、离心沉降、粉碎、磁选、干燥，制成固体颗粒反应物。然后进入热解反应系统，物料在热解反应器中热解，生成的油气部分冷凝生成燃料油，不凝可燃气和热解焦炭送入流化床燃烧炉燃烧，燃烧炉产生的高温烟气经过余热锅炉产生水蒸气供热用户使用，净化回收系统用来收集预处理阶段和热解反应阶段产生的油水混合物并提取燃料油以及对排放物进行环保处理，实现了以最小的能耗，获得最大的油产出。

Description

一种餐厨垃圾热解制油节能处理系统

技术领域

本发明属于能源环保技术领域，具体涉及到一种餐厨垃圾热解制油节能处理系统。

背景技术

随着人类社会物质生活水平提高，餐厨垃圾产量逐年增大，约占城市生活垃圾的40%，具有废物（污染环境，威胁人类生存环境）以及资源（干基以有机物为主，可以提取有机燃料）的双重性质，因此采取有效的处理工艺将会获得较大的收益。由于餐厨垃圾具有数量大，水分含量大，长时间存放会产生异味，污染环境，给处理带来一定的难度，因此要求实时在线处理。

当前针对餐厨垃圾的处理路线主要包括生物化学和热化学两种。其中生物化学手段利用微生物的自身机能，不需要消耗过多的能量，但是速度慢，规模化处理占用较多的场地；热化学手段反应较快速，但是需要消耗较多的能量，增加了处理成本。热化学手段当中又包括焚烧和热解两种方式，餐厨垃圾在焚烧过程当中会产生二恶英，而热解反应一般在无氧或者缺氧的条件下进行，不具有二恶英生成的条件；同时热解可以生成可贮存的燃料，在资源化利用方面具有更大的灵活性，可见热解较焚烧具有更好的环保效果。

热解反应器一般分为固定床、流化床、旋转炉，固定床无法实现连续操作；旋转炉规模较小，一般用于实验研究当中；流化床具有更好的换热特性，但是采用单一的流化床，热解和燃烧在一个反应器中进行，会产生一些问题，比如产生焦油，同时较难对反应温度进行控制。目前的关于餐厨垃圾的专利主要集中在预处理以及实验研究，一直没有综合的餐厨垃圾处理工艺，来实现餐厨垃圾的减量化、无害化、资源化处理并投入到工程应用当中。

发明内容

本发明目的提供了一种餐厨垃圾制油节能处理系统，解决上述问题的不足，实现在处理过程中能源消耗小的同时获得更多的燃料油的产出。

本发明是通过以下方式实现的一种餐厨垃圾热解制油节能处理系统，主要由预处理系统、热解反应系统、余热利用系统以及净化回收系统组成。

所述的预处理系统包括破袋机、离心分离机、粉碎机、磁选机、金属回收储罐和干燥机，则破袋机与离心分离机连接，离心分离机的上方与油水储罐连接，离心分离机的右侧与粉碎机连接，粉碎机与磁选机连接，磁选机一端与金属回收储罐连接，另一端与干燥机的上方连接，则干燥机的左右两侧分别与空气预热器和除尘器连接，而干燥机的下端则分别与冷凝器Ⅱ和热解反应器连接。用来实现把餐厨垃圾初步固液分离、制成固体颗粒粉末、去除金属杂质以及对物料的预热干燥。干燥机生成的油气经冷凝器Ⅱ冷凝后形成油水混合物，同通过离心分离机后产生的油水混合物一起送至油水储罐，从而实现燃料油产量的最大化。所述的热解反应系统包括热解反应器、旋风分离器Ⅰ、冷凝器Ⅰ、循环风机、循环流化床焚烧炉和旋风分离器Ⅱ，则循环流化床焚烧炉与旋风分离器Ⅱ连接，旋风分离器Ⅱ的上端与余热锅炉连接，旋风分离器Ⅱ的下端连接着热解反应器，热解反应器下端与循环流化床焚烧炉连接，热解反应器的右侧连接着旋风分离器Ⅰ，旋风分离器Ⅰ的上端连接着冷凝器Ⅰ，旋风分离器Ⅰ的下端连接着循环流化床焚烧炉，冷凝器Ⅰ的下端分别与循环流化床焚烧炉和油水储罐连接，而位于冷凝器Ⅰ与循环流化床焚烧炉之间设有循环风机，在冷凝器Ⅰ的右侧设有冷却水进口和热水出口。用来实现对物料颗粒的热解反应，热解产生的油气在冷凝器Ⅰ中冷凝产生油水混合物去油水储罐，同时还会产生不凝可燃气体，这些不凝可燃气体一部分送至热解反应器作为流化风，另一部分送至循环流化床焚烧炉作为燃料，热解反应后生成的焦炭以及热载体送入循环流化床焚烧炉，燃烧后产生的热量一部分通过热载体传递到热解反应器中，另一部分通过烟气进入余热锅炉。最大限度实现能量自给，在热解产生的燃料热值不够或者系统初始启动时，则通过添加辅助燃料使反应顺利进行。

所述的余热回收系统包括余热锅炉、空气预热器和冷凝器Ⅱ，则空气预热器的右侧设有冷空气进口，左侧通过管道分别与循环流化床焚烧炉的左侧和下端连通，过空气预热器将冷空气加热后送至循环流化床焚烧炉作为一次风和二次风，空气预热器的下端与余热锅炉连接，余热锅炉的左右两侧分别连接着用热用户和冷凝器Ⅱ，冷凝器Ⅱ的下端与油水储罐连接，则冷凝器Ⅱ的右侧设有锅炉进水口。用来实现降低烟气温度，同时通过余热锅炉产生饱和蒸汽供热用户使用，通过空气预热器将冷空气加热后送至循环流化床焚烧炉作为一次风和二次风；干燥机生成的油气经冷凝器Ⅱ冷凝后形成油水混合物，同时加热锅炉给水，提高了锅炉热效率。

所述的净化回收系统包括除尘器、烟囱、油水储罐、油水分离器、污水处理器厂和油罐，其中除尘器与烟囱连接，油水储罐与油水分离器连接，油水分离器分别连接着污水处理器器和油罐。用来将燃料油回收以及排放物的环保处理。循环流化床焚烧炉产生的烟气经余热锅炉、空气预热器和干燥机冷却后进入除尘器进行除尘净化，净化后的烟气通过烟囱排向大气；油水储罐中的油水混合物经油水分离器分离，产生的污水送至污水处理器进行净化处理，燃料油送至油罐储存。

本发明的有益效果为整个工艺系统能够以最小的能耗实现餐厨垃圾的减量化、无害化、资源化利用。通过利用物料热解后的产物燃烧为热解反应提供热量，在不能自给以及系统初始启动时加入辅助燃料，因此较大程度上实现自给供热，减少了能量的输入；在预处理阶段的离心分离以及干燥阶段和热解反应阶段均得到含油的混合物，从而实现最大的油产出；并且整个系统的处理中，不但能够实现系统中能量的整体梯级利用，还能实现餐厨垃圾的实时在线处理，更能达到环保的效果。

附图说明

图1为体统流程图；

如图1所述，破袋机（1），离心分离机（2），粉碎机（3），磁选机（4），干燥机（5），热解反应器（6），旋风分离器Ⅰ（7），冷凝器Ⅰ（8），循环风机（9），循环流化床焚烧炉（10），旋风分离器Ⅱ（11），余热锅炉（12），空气预热器（13），除尘器（14），烟囱（15），冷凝器Ⅱ（16），油水储罐（17），油水分离器（18），污水处理器（19），油罐（20），金属回收储罐（21）。

具体实施方式

一种餐厨垃圾热解制油节能处理系统，主要由预处理系统、热解反应系统、余热利用系统以及净化回收系统组成。所述的预处理系统包括破袋机（1）、离心分离机（2）、粉碎机（3）、磁选机（4）、金属回收储罐（21）和干燥机（5），则破袋机（1）与离心分离机（2）连接，离心分离机（2）的上方与油水储罐（17）连接，离心分离机（2）的右侧与粉碎机（3）连接，粉碎机（3）与磁选机（4）连接，磁选机（4）一端与金属回收储罐（21）连接，另一端与干燥机（5）的上方连接，则干燥机（5）的左右两侧分别与空气预热器（13）和除尘器（14）连接，而干燥机（5）的下端则分别与冷凝器Ⅱ（16）和热解反应器（6）连接，干燥机（5）生成的油气经冷凝器Ⅱ（16）冷凝后形成油水混合物，同通过离心分离机（2）后产生的油水混合物一起送至油水储罐（17）。

所述的热解反应系统包括热解反应器（6）、旋风分离器Ⅰ（7）、冷凝器Ⅰ（8）、循环风机（9）、循环流化床焚烧炉（10）和旋风分离器Ⅱ（11），则循环流化床焚烧炉（10）与旋风分离器Ⅱ（11）连接，旋风分离器Ⅱ（11）的上端与余热锅炉（12）连接，旋风分离器Ⅱ（11）的下端连接着热解反应器（6），热解反应器（6）下端与循环流化床焚烧炉（10）连接，热解反应后生成的焦炭以及热载体送入循环流化床焚烧炉（10），热解反应器（6）的右侧连接着旋风分离器Ⅰ（7），旋风分离器Ⅰ（7）的上端连接着冷凝器Ⅰ（8），旋风分离器Ⅰ（8）的下端连接着循环流化床焚烧炉（10），冷凝器Ⅰ（8）的下端分别与循环流化床焚烧炉（10）和油水储罐（17）连接，而位于冷凝器Ⅰ（8）与循环流化床焚烧炉（10）之间设有循环风机（9），热解产生的油气在冷凝器Ⅰ（8）中冷凝产生油水混合物去油水储罐（17），产生的不凝可燃气体一部分送至热解反应器（6）作为流化风，另一部分送至循环流化床焚烧炉（10）作为燃料，在冷凝器Ⅰ（8）的右侧设有冷却水进口和热水出口。

所述的余热回收系统包括余热锅炉（12）、空气预热器（13）和冷凝器Ⅱ（16），则空气预热器（13）的右侧设有冷空气进口，左侧通过管道分别与循环流化床焚烧炉（10）的左侧和下端连通，过空气预热器（13）将冷空气加热后送至循环流化床焚烧炉（10）作为一次风和二次风，空气预热器（13）的下端与余热锅炉（12）连接，余热锅炉（12）的左右两侧分别连接着用热用户和冷凝器Ⅱ（16），冷凝器Ⅱ（16）的下端与油水储罐（17）连接，则冷凝器Ⅱ（17）的右侧设有锅炉进水口，干燥机（5）生成的油气经冷凝器Ⅱ（16）冷凝后形成油水混合物，同时加热锅炉给水。

所述的净化回收系统包括除尘器（14）、烟囱（15）、油水储罐（17）、油水分离器（18）、污水处理器（19）和油罐（20），其中除尘器（14）与烟囱（15）连接，油水储罐（17）与油水分离器（18）连接，油水分离器（18）分别连接着污水处理器（19）和油罐（20）。

餐厨垃圾送入破袋机（1），破袋处理后送入离心分离机（2），分离出的油水混合物进入油水储罐（17），固体部分送入粉碎机（3），粉碎成细小颗粒送入磁选机（4）把金属分拣出来，然后送入干燥机（5）进行干燥处理，得到含水率以及颗粒直径满足要求的物料颗粒送入热解反应器（6），分拣的金属送至金属回收储罐（21），干燥机（5）产生的油气混合物送至冷凝器Ⅱ（16）；经过预处理后的餐厨垃圾固体颗粒送入热解反应器（6）后与来自旋风分离器Ⅱ（11）的热载体混合，在流化态下快速热解，热解后的气体进入旋风分离器Ⅰ（7）脱去热载体和焦炭，然后送入冷凝器Ⅰ（8）被冷却得到油水混合物，送至油水储罐（17），不凝气体一部分送入热解反应器（6）作为流化风，另一部分送至循环流化床焚烧炉（10）作为燃料，热解反应后生成的焦炭以及热载体送入循环流化床焚烧炉，燃烧后产生的热量一部分通过热载体传递到热解反应器（6）中，另一部分通过烟气进入余热锅炉（12）；烟气携带热载体从循环流化床焚烧炉（10）进入旋风分离器Ⅱ（11），分离后的烟气进入余热锅炉（12），产生饱和（过热）蒸气送至热用户使用，通过空气预热器（13）将冷空气加热后送至循环流化床焚烧炉（10）作为一次风和二次风，经空气预热器（13）换热后的烟气送至干燥机（5）用于预处理系统的物料预热干燥，干燥机（5）生成的油气混合物经冷凝器Ⅱ（16）冷凝后形成油水混合物，同时加热锅炉给水；循环流化床焚烧炉（10）产生的烟气经余热锅炉（12）、空气预热器（13）和干燥机（5）冷却后进入除尘器（14）进行除尘净化，净化后的烟气通过烟囱（15）排向大气；经冷凝器Ⅱ（16）冷凝后形成油水混合物与离心分离机（2）分离出的油水混合物、冷凝器Ⅰ（8）被冷却得到油水混合物一起送至油水储罐（17），然后送入油水分离器（18），产生的污水送至污水处理器进行净化处理（19），燃料油送至油罐（20）储存。

Claims (5)

1.一种餐厨垃圾热解制油节能处理系统，其特征在于，主要由预处理系统、热解反应系统、余热利用系统以及净化回收系统组成。

2.根据权利要求1所述的一种餐厨垃圾热解制油节能处理系统，其特征在于，所述的预处理系统包括破袋机（1）、离心分离机（2）、粉碎机（3）、磁选机（4）、金属回收储罐（21）和干燥机（5），则破袋机（1）与离心分离（2）机连接，离心分离机（2）的上方与油水储罐（17）连接，离心分离机（2）的右侧与粉碎机（3）连接，粉碎机（3）与磁选机（4）连接，磁选机（4）一端与金属回收储罐（21）连接，另一端与干燥机（5）的上方连接，则干燥机（5）的左右两侧分别与空气预热器（13）和除尘器（14）连接，而干燥机（5）的下端则分别与冷凝器Ⅱ（16）和热解反应器（6）连接，干燥机（5）生成的油气经冷凝器Ⅱ（16）冷凝后形成油水混合物，同通过离心分离机（2）后产生的油水混合物一起送至油水储罐（17）。

3.根据权利要求1所述的一种餐厨垃圾热解制油节能处理系统，其特征在于，所述的热解反应系统包括热解反应器（6）、旋风分离器Ⅰ（7）、冷凝器Ⅰ（8）、循环风机（9）、循环流化床焚烧炉（10）和旋风分离器Ⅱ（11），则循环流化床焚烧炉（10）与旋风分离器Ⅱ（11）连接，旋风分离器Ⅱ（11）的上端与余热锅炉（12）连接，旋风分离器Ⅱ（11）的下端连接着热解反应器（6），热解反应器（6）下端与循环流化床焚烧炉（10）连接，热解反应后生成的焦炭以及热载体送入循环流化床焚烧炉（10），热解反应器（6）的右侧连接着旋风分离器Ⅰ（7），旋风分离器Ⅰ（7）的上端连接着冷凝器Ⅰ（8），旋风分离器Ⅰ（8）的下端连接着循环流化床焚烧炉（10），冷凝器Ⅰ（8）的下端分别与循环流化床焚烧炉（10）和油水储罐（17）连接，而位于冷凝器Ⅰ（8）与循环流化床焚烧炉（10）之间设有循环风机（9），热解产生的油气在冷凝器Ⅰ（8）中冷凝产生油水混合物去油水储罐（17），产生的不凝可燃气体一部分送至热解反应器（6）作为流化风，另一部分送至循环流化床焚烧炉（10）作为燃料，在冷凝器Ⅰ（8）的右侧设有冷却水进口和热水出口。

4.根据权利要求1所述的一种餐厨垃圾热解制油节能处理系统，其特征在于，所述的余热回收系统包括余热锅炉（12）、空气预热器（13）和冷凝器Ⅱ（16），则空气预热器（13）的右侧设有冷空气进口，左侧通过管道分别与循环流化床焚烧炉（10）的左侧和下端连通，过空气预热器（13）将冷空气加热后送至循环流化床焚烧炉（10）作为一次风和二次风，空气预热器（13）的下端与余热锅炉（12）连接，余热锅炉（12）的左右两侧分别连接着用热用户和冷凝器Ⅱ（16），冷凝器Ⅱ（16）的下端与油水储罐（17）连接，则冷凝器Ⅱ（16）的右侧设有锅炉进水口，干燥机（5）生成的油气经冷凝器Ⅱ（16）冷凝后形成油水混合物，同时加热锅炉给水。

5.根据权利要求1所述的一种餐厨垃圾热解制油节能处理系统，其特征在于，所述的净化回收系统包括除尘器（14）、烟囱（15）、油水储罐（17）、油水分离器（18）、污水处理器器（19）和油罐（20），其中除尘器（14）与烟囱（15）连接，油水储罐（17）与油水分离器（18）连接，油水分离器（18）分别连接着污水处理器器（19）和油罐（20）。