CN105907406A - 一种用高温煤气炭化有机固废物实现气、炭联产的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出的是一种用高温煤气炭化有机固废物实现气、炭联产的方法,其特征包括如下工艺:(1)将有机固废物脱水、烘干、粉碎后制成成型炭化物料;(2)将成型炭化物料从炭化炉顶的密封加料口加入到炭化炉腔中;(3)启动炭化炉后面的负压罗茨风机使炭化炉腔内形成0.5‑1Kpa微负压状态;(4)将高温煤气通入炭化炉腔中使炭化炉腔中的成型炭化物料直接受热而被干馏炭化生成生物质炭,并同时释放出干馏燃气;(5)干馏燃气与经干馏炭化吸热反应后的高温煤气混合通入燃气净化系统内,冷却后经过滤成洁净的炭化燃气。优点:1)产出的炭化燃气发热量高;2)产出的生物质炭中灰份少,品位高;3)可提高农民收益、保护生态环境。
Description
技术领域
本发明涉及一种用高温煤气炭化有机固废物实现气、炭联产的方法,属于节能环保应用技术领域。
背景技术
我国是农业大国,每年产生大量的农林有机固废物(秸秆、树枝等),同时也是煤炭大国,采用高温煤气炭化有机固废物实现气、炭联产,不但是提高农民收益保护农村生态环境,而且对我国煤炭资源的清洁利用将能得到较快的发展,其市场潜力无限。
有机固废物是再生能源的重要组成部份,用高温煤气与有机固废物生产炭化燃气及炭的方法,可将我国每年产有数十亿吨有机固废物进行高效炭化利用,不但能提高有机固废物的利用价值,而且也是促进我国社会经济发展,具有现实的战略意义。
已有技术对有机固废物(污水厂污泥,生活垃圾,生物质秸秆)的处理方法,大都将有机固废物加入炉内直接焚烧锅炉供热发电或采用单一气化及炭化工艺来获取其中的能量。
已有技术中除将有机固废物中的生物质秸秆和生活垃圾直接加入炉内焚烧锅炉发电且能具有一定规模的处理量,现有的气化、炭化生产工艺在工业化运行中将受一定规模的限制,尚不能满足工业发展的需求,特别是在生产运行中产生的经济价值较低,大都是靠地方政府财政补贴来维持生存,且对氮氧化物等污染物的排放量也存在一定的缺陷。
本发明是将一次能源煤炭和有机固废物转化为洁净的二次能源气化清洁利用,既能充分利用高温煤气中的载体能量资源,又为环境保护提供了有效措施,将是我国高效清洁利用一次能源煤炭和有机固废物的主要发展方向。
发明内容
本发明提出的是一种用高温煤气炭化有机固废物实现气、炭联产的方法,其目的旨在克服现有各种单一处理有机固废物尚存在的缺陷。
本发明的技术解决方案:一种用高温煤气炭化有机固废物实现气、炭联产的方法,其生产工艺包括以下步骤:
(1)将有机固废物脱水、烘干,水份控制在15-20%,再经粉碎后制成直径20-30毫米,长80-120毫米的成型炭化物料;
(2)将成型炭化物料从设置在炭化炉顶的密封加料口加入到炭化炉腔中;
(3)启动设置在炭化炉后面的负压罗茨风机使炭化炉腔内形成0.5-1Kpa微负压状态,实现工业化连续运行;
(4)将设置在炭化炉前部的煤气发生炉中产生的550-850℃的高温煤气通入炭化炉腔中使炭化炉腔中的成型炭化物料直接受热而被干馏炭化生成生物质炭,并同时释放出干馏燃气;
(5)干馏燃气与进入炭化炉腔内经干馏炭化吸热反应后的高温煤气混合通入到设置在炭化炉后部的燃气净化系统内,冷却后经用多层金属丝网过滤净化成洁净的炭化燃气。
本发明的优点:
1)产出的炭化燃气发热量高,每立方米炭化燃气的发热量高达5500-6000KJ/m3可给锅炉供热或发电机组发电;
2)因高温煤气中含氧量小于1%,当高温煤气进入炭化炉腔内与炭化物料发生干馏炭化反应时无氧化反应,所以产出的生物质炭灰份少,品位高;
3)采用高温煤气炭化有机固废物实现气、炭联产,可提高农民收益、保护生态环境,促进我国煤炭资源的清洁利用得到较快发展,其市场潜力无限。
具体实施方式
一种用高温煤气炭化有机固废物实现气、炭联产的方法,其生产工艺包括以下步骤:
(1)将有机固废物脱水、烘干,水份控制在15-20%,再经粉碎后制成直径20-30毫米,长80-120毫米的成型炭化物料;
(2)将成型炭化物料从设置在炭化炉顶的密封加料口加入到炭化炉腔中;
(3)启动设置在炭化炉后面的负压罗茨风机使炭化炉腔内形成0.5-1Kpa微负压状态,实现工业化连续运行;
(4)将设置在炭化炉前部的煤气发生炉中产生的550-850℃的高温煤气通入炭化炉腔中使炭化炉腔中的成型炭化物料直接受热而被干馏炭化生成生物质炭,并同时释放出干馏燃气;
(5)干馏燃气与进入炭化炉腔内经干馏炭化吸热反应后的高温煤气混合通入到设置在炭化炉后部的燃气净化系统内,冷却后经用多层金属丝网过滤净化成洁净的炭化燃气。
所述的有机固废物为污泥或农林生物质(秸秆、稻壳、树枝、木屑)或生活垃圾中的任一种或几种。
所述的将有机固废物脱水、烘干包括以下几种方式中的任一种:1)经用机械挤压脱水后,再利用工业余热或外来热源进入旋转式烘干炉将有机固废物烘干;2)直接用工业余热或外来热源进入旋转式烘干炉将有机固废物烘干;3)如生活垃圾要先经用机械破包、风选除去重力物和无机物后经用机械挤压脱水后,再利用工业余热或外来热源进入旋转烘干炉内将有机固废物烘干。
所述的步骤(4)中生成的生物质炭将从设置在炭化炉腔下部的密封出炭口排出炉外。
所述的步骤(4)中生成的生物质炭根据所用有机固废物的不同可生产出不同的生物质炭;如:用污泥生产出的为污泥生物质炭,用农林生物质生产出的为农林生物质炭,用生活垃圾生产出的为垃圾生物质炭。
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种用高温煤气炭化有机固废物实现气、炭联产的方法, 其工艺如下:
1)将有机固废物污水厂污泥经用机械挤压脱水后,再利用工业余热或外来热源进入旋转式烘干炉将有机固废物污泥烘干并将水份控制在15-20%,再经破碎后用成型机加工成直径20-30毫米长80-120毫米的污泥炭化物料(污泥棒),而后将污泥炭化物料用输送带送至设置在炭化炉顶的密封加料口将污泥炭化物料直接从加料口加入直径2.56M的炭化炉腔中,待炭化炉腔内的污泥炭化物料加满后,关闭密封加料口,等待运行;
2)启动设置在炭化炉后部的负压罗茨风机,使炭化炉腔内行成0.5-1Kpa微负压状态,将从内直径3.3M型煤气发生炉内生产的550-850℃高温煤气通入炭化炉腔中使炭化炉腔中的污泥炭化物料直接受热被干馏炭化生成污泥生物质炭从设置在炭化炉腔底部的密封出炭口排出炉外,经冷却后用做生产炭基肥原料炭,在以上干馏炭化的同时释放出的干馏燃气与进入炭化炉腔内经干馏炭化吸热反应后的高温煤气混合通入到设置在炭化炉后部的燃气净化系统内冷却后经用多层金属丝网过滤净化成洁净的炭化燃气。
所述的设置在炭化炉前部的内直径3.3M型煤气发生炉每小时耗用气化煤料2吨,每小时生产550-850℃高温煤气7500-8000 m3/h,每立方米煤气发热量5000-5500 KJ/m3,经该炉气化反应后的炉渣经用绞龙或出渣系统排出炉外。
所述的设置在煤气发生炉后部的内直径2.56M炭化炉每小时干馏污泥炭化物料1吨,可生产干馏燃气800—1000m3/h,每立方米干馏燃气的发热量为7000-9000KJ/m3。
本实施例每吨炭化物料可生产污泥生物质炭为500-550公斤,可用于生产炭基肥原料炭;并在干馏炭化同时生产的干馏燃气与通入炭化炉腔内的高温煤气经炉内干馏炭化吸热反应混合后的炭化燃气每立方米的发热量为5500-6000KJ/m3可用于烧锅炉供热或发电机组发电。
实施例2
一种用高温煤气炭化有机固废物实现气、炭联产的方法, 其工艺如下:
1)将有机固废物农林生物质(秸秆、稻壳、树枝、木屑)等有机可燃物先用工业余热或外来热源进入旋转式烘干炉将有机固废物农林生物质烘干并将水份控制在15-20%,再经粉碎或切碎后用成型机加工成直径20-30毫米长80-120毫米的生物质炭化物料(生物质棒),而后将生物质炭化物料用输送带送至设置在炭化炉顶的密封加料口将炭化物料从加料口直接加入直径2.86M的炭化炉腔中,待炭化炉腔内的生物质炭化物料加满后,关闭密封加料口,等待运行;
2)首先启动设置在炭化炉后部的负压罗茨风机,使炭化炉腔内行成0.5-1Kpa微负压状态,将从内直径3.6M型煤气发生炉内生产的550-850℃高温煤气通入炭化炉腔中使炭化炉腔中的生物质炭化物料直接受热被干馏炭化成农林生物质炭从设置在炭化炉腔底部的密封出炭口排出炉外,经冷却后即成炭化产品,在以上干馏炭化的同时释放出的干馏燃气与进入炭化炉腔内经干馏炭化吸热反应后的高温煤气混合通入到设置在炭化炉后部的燃气净化系统内冷却后经用多层金属丝网过滤净化成洁净的炭化燃气。
所述的设置在炭化炉前部的内直径3.6M型煤气发生炉每小时耗用气化煤料3吨,每小时生产550-850℃高温煤气11000-12000 m3/h,每立方米煤气发热量5000-5500 KJ/m3,经该炉气化反应后的炉渣经用绞龙或出渣系统排出炉外。
所述的设置在煤气发生炉后部的内直径2.86M炭化炉,每小时干馏炭化物料2吨,可生产干馏燃气1500—2000m3/ h,每立方干馏燃气的发热量为7000-9000KJ/m3。
本实施例每2吨生物质炭化物料可生产农林生物质炭产量为600-700公斤,可用做烧烤炭及生产炭基肥原料炭;并在干馏炭化同时生产出的干馏燃气与通入炭化炉腔内的高温煤气经炉内干馏炭化吸热反应混合后的炭化燃气每立方米的发热量为5500-6000KJ/m3可用于烧锅炉供热或发电机组发电。
实施例3
一种用高温煤气炭化有机固废物实现气、炭联产的方法, 其工艺如下:
1)将有机固废物生活垃圾等有机可燃物先经用机械破包、风选除去重力物和无机物再经挤压脱水后,再利用工业余热或外来热源进入旋转烘干炉内将有机固废物(生活垃圾)烘干并将水份控制在15-20%,而后用机械粉碎或切碎再进入成型机内加工成直径20-30毫米长80-120毫米的垃圾炭化物料(垃圾棒),而后将垃圾炭化物料用输送带送至设置在炭化炉顶的密封加料口将垃圾炭化物料直接从加料口加入直径3.16M的炭化炉腔中,待炭化炉腔内的垃圾炭化物料加满后,关闭密封加料口,等待运行;
2)先启动设置在炭化炉后部的负压罗茨风机,使炭化炉腔内行成0.5-1Kpa微负压状态,将从内直径3.8M型煤气发生炉内生产的550-850℃高温煤气通入炭化炉腔中使炉腔中的垃圾炭化物料进行直接受热而被干馏炭化成垃圾生物质炭从设置在炭化炉腔底部的密封出炭口排出炉外,经冷却后即成炭化产品,在以上干馏炭化的同时释放出干馏燃气与进入炭化炉腔内经吸热反应后的高温煤气混合后通入到设置在炭化炉后部的燃气净化系统内冷却后经用多层金属丝网过滤净化成洁净的炭化燃气。
所述的设置在炭化炉前部的内直径3.8M型煤气发生炉每小时耗用气化煤料4吨,每小时生产550-850℃高温煤气15000-16000 m3/h,每立方米煤气发热量5000-5500 KJ/m3,经该炉气化反应后的炉渣经用绞龙或出渣系统排出炉。
所述的设置在煤气发生炉后部的内直径3.16M炭化炉,每小时干馏垃圾炭化物料3吨,可生产干馏燃气2500—3000m3/h,每立方米干馏燃气的发热量为7000-9000KJ/m3。
本实施中3吨垃圾炭化物料可生产垃圾生物质炭产量为1200-1500公斤,可用做生产炭基肥原料炭;并在干馏炭化同时生产出的干馏燃气与通入炭化炉腔内的高温煤气经炉内干馏炭化吸热反应混合后的炭化燃气每立方米发热量为5500-6000KJ/m3可用于烧锅炉供热或发电机组发电。
Claims (5)
1.一种用高温煤气炭化有机固废物实现气、炭联产的方法,其特征包括以下工艺步骤:
(1)将有机固废物脱水、烘干,水份控制在15-20%,再经粉碎后制成直径20-30毫米,长80-120毫米的成型炭化物料;
(2)将成型炭化物料从设置在炭化炉顶的密封加料口加入到炭化炉腔中;
(3)启动设置在炭化炉后面的负压罗茨风机使炭化炉腔内形成0.5-1Kpa微负压状态,实现工业化连续运行;
(4)将设置在炭化炉前部的煤气发生炉中产生的550-850℃的高温煤气通入炭化炉腔中使炭化炉腔中的成型炭化物料直接受热而被干馏炭化生成生物质炭,并同时释放出干馏燃气;
(5)干馏燃气与进入炭化炉腔内经干馏炭化吸热反应后的高温煤气混合通入到设置在炭化炉后部的燃气净化系统内,冷却后经用多层金属丝网过滤净化成洁净的炭化燃气。
2.根据权利要求1所述的一种用高温煤气炭化有机固废物实现气、炭联产的方法,其特征在于,所述的有机固废物为污泥或农林生物质或生活垃圾中的任何一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种用高温煤气炭化有机固废物实现气、炭联产的方法,其特征在于,所述的将有机固废物脱水、烘干包括以下几种方式中的任何一种:1)经用机械挤压脱水后,再利用工业余热或外来热源进入旋转式烘干炉将有机固废物烘干;2)直接用工业余热或外来热源进入旋转式烘干炉将有机固废物烘干;3)生活垃圾先经用机械破包、风选除去重力物和无机物再经挤压脱水后,再利用工业余热或外来热源进入旋转烘干炉内将有机固废物烘干。
4.根据权利要求1所述的一种用高温煤气炭化有机固废物实现气、炭联产的方法,其特征在于,所述的步骤(4)中生成的生物质炭将从设置在炭化炉腔下部的密封出炭口排出炉外。
5.根据权利要求1所述的一种用高温煤气炭化有机固废物实现气、炭联产的方法,其特征在于,所述的步骤(4)中生成的生物质炭根据所用有机固废物的不同可生产出不同的生物质炭;如:用污泥生产出的为污泥生物质炭,用农林生物质生产出的为农林生物质炭,用生活垃圾生产出的为垃圾生物质炭。
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