CN106824973B - 一种连续高温碳化系统及其工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种连续高温碳化系统，所述原料罐的输出端与湿法除尘器的输入端连接；湿法除尘器的气体输出端与吸收塔的输入端连接、液体输出端与氧化炉的输入端连接；氧化炉的输出端与旋风分离器的输入端连接；旋风分离器的气体输出端与吸收塔的气体输入端连接、固体输出端与返料机的进料口相连；返料机的出料口与氧化炉的固体输入端连接、出气口与碳化炉的混合输入端连接；碳化炉的气体输入端与燃气室连接、气体输出端与氧化炉的气体输入端连接、混合输出端与冷却炉的输入端连接、输出端与燃气室连接；冷却炉的气体输出端与氧化炉的气体输入端连接、固体输出端与收料机连接。本发明具有无污染，保护环境，防止产生二噁英等特点。
Description
技术领域
本发明涉及碳化加工技术领域，特别涉及一种连续高温碳化系统及其工艺。
背景技术
在当代繁荣经济的刺激下，人们的生活水平得到了很大的提高，人口数量和城镇用地不断增加，从而导致城镇垃圾处理问题日益凸显。垃圾填埋对土地的需求和城镇扩张导致可用土地面积的萎缩成为一对不断激化的矛盾。与此同时，垃圾的焚烧处理将带来可怕的二噁英，危害人类的健康。
二噁英的前体物中有HCl、O2以及各种氯代苯类物质，由于生活垃圾中提供了相应的二噁英前提物和必要的催化剂，所以在合适的温度(250～550℃),就会生成二噁英。随着焚烧过程中温度的升高，到750℃左右，其中分子量较大的二噁英类物质在高温焚烧过程中开始分解，当排烟温度冷却到300～500℃时，在CuCl2、FeCl3催化下，C6H5Cl和C6H4ClOH类前体物会重新生成二噁英。
所以，人们急切需要一种新型环保的垃圾处理工艺，来实现垃圾处理的零排放，低耗能，控制二噁英产生，让城镇垃圾不再是城镇发展的障碍。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种连续高温碳化系统及其工艺，实现垃圾处理除污染并能够得到回收利用。
实现本发明的技术方案如下：
一种连续高温碳化系统，包括原液罐、湿法除尘器、吸收塔、旋风分离器、返料机、碳化炉、燃气室、氧化炉、冷却炉和收料机，
所述原液罐的输出端与湿法除尘器的输入端连接；
湿法除尘器的气体输出端与吸收塔的输入端连接、液体输出端与氧化炉的输入端连接；
氧化炉的输出端与旋风分离器的输入端连接；
旋风分离器的气体输出端与吸收塔的气体输入端连接、固体输出端与返料机的进料口相连；
返料机的出料口与氧化炉的固体输入端连接、出气口与碳化炉的混合输入端连接；
碳化炉的气体输入端与燃气室连接、气体输出端与氧化炉的气体输入端连接、混合输出端与冷却炉的输入端连接、输出端与燃气室连接；
冷却炉的气体输出端与氧化炉的气体输入端连接、固体输出端与收料机连接。
进一步地，所述原液罐的输出端与湿法除尘器的输入端之间设有进料泵。
进一步地，所述湿法除尘器的液体输出端与氧化炉的输入端之间设有转料泵。
进一步地，所述碳化炉的输出端与燃气室的输入端之间设有引风机。
进一步地，所述氧化炉的输入端还连接有空压机。
一种连续高温碳化工艺，包括以下步骤，
S1，将原料通过进料泵打入湿法除尘器，原料在湿法除尘器中静止沉淀10-20min后分为固液混合物和清液；
S2，在进行S1的同时，燃气室对碳化炉、氧化炉、旋风分离器和湿法除尘器进行预热，进入碳化炉的气体温度为850-1100℃，进入氧化炉内的气体温度为800-900℃，进入旋风分离器内的气体温度为500-700℃，进入湿法除尘器内的气体温度急冷为100-200℃；
S3，将S1中的清液在湿法除尘器中进行高温蒸发，液体蒸发后随着热空气 排入吸收塔，剩下的固液混合物由转料泵打入氧化炉内；
S4，燃气室保持通入加热气体，固体物料在氧化炉内不断氧化，氧化后的物料与加热气体在旋风分离器内分离，物料由旋风分离器送至返料机上，符合标准的物料直接送入碳化炉内，否则继续送入氧化炉内；
S5，湿法除尘器内的气体排入吸收塔内进行酸碱中和并排放；
S6，物料在碳化炉内碳化后，固定物料送至收料机冷却包装，部分未完全燃烧的气体送入燃气室内进行二次燃烧，部分加热气体送至冷却炉内并由冷却炉送入氧化炉内。
采用了上述的方案，本发明主要是对垃圾滤液进行无害处理。通过本发明工艺可以将垃圾滤液中的有害物质固化排出并统一处理，液体经高温处理后产生的热能可以回收利用，避免产生二噁英，有效地保护了环境，实现了资源再利用。
本发明工艺首先在氧化炉内控制二噁英产生，将物料在缺氧的条件下利用热能使化合物的化学键断裂，由大分子量的有机物转变为小分子量的CO、H2、CH4等可燃气体，减少了前体物的生成；物料中的有机金属没有被氧化，不易生成促进二噁英生成的催化剂。另外在氧化炉、旋风分离器和碳化炉内都处于高温状态，能扼制二噁英生成和分解二噁英的高温熔融处理。
为了尽可能减少二噁英合成几率，抑制焚烧气在净化过程中再合成，旋风分离器中的烟气进入湿法除尘器内采用急冷技术使烟气在0.2S内急速冷却到200℃以下，从而跃过二噁英易生成的温度区，有效地避免了二噁英的再次产生。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
如图1，一种连续高温碳化系统，包括原液罐1、湿法除尘器2、氧化炉3、旋风分离器4、返料机5、碳化炉6、燃气室7、冷却炉8、收料机9和吸收塔10，所述原液罐1的输出端11与湿法除尘器2的输入端21连接，原液罐的输出端与湿法除尘器的输入端之间设有进料泵12；湿法除尘器2的气体输出端22与吸收塔10的输入端连接、液体输出端23与氧化炉3的输入端连接，湿法除尘器的液体输出端23与氧化炉3的输入端32之间设有转料泵12；氧化炉3的输出端31与旋风分离器4的输入端41连接，氧化炉3的输入端32还连接有空压机14，空压机对氧化炉提供压缩空气，使得固液混合物在氧化炉内雾化效果更佳；旋风分离器4的气体输出端42与吸收塔10的气体输入端连接、固体输出端43与返料机5的进料口51相连；返料机5的出料口与氧化炉3的固体输入端连接33、出气口与碳化炉6的混合输入端61连接；碳化炉6的气体输入端62与燃气室7连接、气体输出端63与氧化炉3的气体输入端34连接、混合输出端64与冷却炉8的输入端81连接、输出端65与燃气室连接，碳化炉的输出端与燃气室之间设有引风机15；冷却炉8的气体输出端82与氧化炉3的气体输入端34连接、固体输出端83与收料机9连接。
一种连续高温碳化工艺，包括以下步骤，
S1，将原料通过进料泵打入湿法除尘器，原料在湿法除尘器中静止沉淀10-20min后分为固液混合物和清液；
S2，在进行S1的同时，燃气室对碳化炉、氧化炉、旋风分离器和湿法除尘器进行预热，进入碳化炉的气体温度为1100℃，进入氧化炉内的气体温度为800℃，进入旋风分离器内的气体温度为700℃，进入湿法除尘器内的气体温度急冷为100℃；
S3，将S1中的清液在湿法除尘器中进行高温蒸发，液体蒸发后随着热空气排入吸收塔，剩下的固液混合物由转料泵打入氧化炉内，物料在氧化炉内雾化，增大了传热面积，更容易蒸发水分；
S4，燃气室保持通入加热气体，固体物料在氧化炉内不断氧化，这里物料是由下向上喷出的雾状液体和固体物料，氧化后的物料与加热气体在旋风分离器内分离，物料由旋风分离器送至返料机上，符合标准的物料直接送入碳化炉内，否则继续送入氧化炉内进行雾化氧化，而雾状液体则会包覆在从返料机送入氧化炉内的物料的表面，防止其粘附在氧化炉内壁上，形成残垢，不仅增加物料与高温气体的接触面积和时间，还提高了干燥效率，而气体则送入湿法除尘器内，由于气体中夹带有粉尘，在湿法除尘器中内可通过循环喷淋可以达到净化的作用，防止气体排出形成污染；
S5，湿法除尘器内的气体排入吸收塔内进行酸碱中和，吸收塔属于二次气体二次净化，通过控制气体的流通速度及液体的流通面积来提高吸收率，去除气体中的有害物质，然后排放至大气；
S6，物料在碳化炉内碳化后，固定物料送至收料机冷却包装，部分未完全燃烧的气体送入燃气室内进行二次燃烧，部分加热气体送至冷却炉内并由冷却炉送入氧化炉内。
本发明将城镇垃圾收集并碳化处理，实现无污染处理，保证了城镇环境干净整洁，在碳化过程中，物料的有机物在氧化炉内被完全破坏分解，而物料中的无机盐在高温下熔融，并在收料机上冷却出料；物料在氧化炉内燃烧产生的烟气通过旋风分离器降温再通入湿法除尘器内，防止二噁英再次生成，其热量可得到二次利用，在湿法除尘器内烟气冷却后通入吸收塔内过滤并排至打气， 保护环境，当然从湿法除尘器中排出废气的余热还能给用户使用。
燃气室、碳化炉、冷却炉、返料机、氧化炉和旋风分离器形成热空气循环系统，有效地保证了设备的温度和产品质量，同时节约能源，热量可以被充分使用，实现热量自给。
Claims (5)
1.一种连续高温碳化系统，包括原液罐、湿法除尘器、吸收塔、旋风分离器、返料机、碳化炉、燃气室、氧化炉、冷却炉和收料机，其特征在于：所述原液罐的输出端与湿法除尘器的输入端连接；
湿法除尘器的气体输出端与吸收塔的输入端连接、液体输出端与氧化炉的输入端连接；
氧化炉的输出端与旋风分离器的输入端连接；
旋风分离器的气体输出端与吸收塔的气体输入端连接、固体输出端与返料机的进料口相连；
返料机的出料口与氧化炉的固体输入端连接、出气口与碳化炉的混合输入端连接；
碳化炉的气体输入端与燃气室连接、气体输出端与氧化炉的气体输入端连接、混合输出端与冷却炉的输入端连接、输出端与燃气室连接；
冷却炉的气体输出端与氧化炉的气体输入端连接、固体输出端与收料机连接；
所述原液罐的输出端与湿法除尘器的输入端之间设有进料泵。
2.根据权利要求1所述的一种连续高温碳化系统，其特征在于：所述湿法除尘器的液体输出端与氧化炉的输入端之间设有转料泵。
3.根据权利要求1所述的一种连续高温碳化系统，其特征在于：所述碳化炉的输出端与燃气室的输入端之间设有引风机。
4.根据权利要求1所述的一种连续高温碳化系统，其特征在于：所述氧化炉的输入端还连接有空压机。
5.一种连续高温碳化工艺，其特征在于：包括以下步骤，
S1，将原料通过进料泵打入湿法除尘器，原料在湿法除尘器中静止沉淀10-20min后分为固液混合物和清液；
S2，在进行S1的同时，燃气室对碳化炉、氧化炉、旋风分离器和湿法除尘器进行预热，进入碳化炉的气体温度为850-1100℃，进入氧化炉内的气体温度为800-900℃，进入旋风分离器内的气体温度为500-700℃，进入湿法除尘器内的气体温度急冷为100-200℃；
S3，将S1中的清液在湿法除尘器中进行高温蒸发，液体蒸发后随着热空气排入吸收塔，剩下的固液混合物由转料泵打入氧化炉内；
S4，燃气室保持通入加热气体，固体物料在氧化炉内不断氧化，氧化后的物料与加热气体在旋风分离器内分离，物料由旋风分离器送至返料机上，符合标准的物料直接送入碳化炉内，否则继续送入氧化炉内；
S5，湿法除尘器内的气体排入吸收塔内进行酸碱中和并排放；
S6，物料在碳化炉内碳化后，固定物料送至收料机冷却包装，部分未完全燃烧的气体送入燃气室内进行二次燃烧，部分加热气体送至冷却炉内并由冷却炉送入氧化炉内。
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