CN107355790B - 多炉体生物质固体废物气化炉并联处理系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种多炉体生物质固体废物气化炉并联处理系统及方法,该并联处理系统包括至少两个热解气化炉、一个热解气混匀装置和热解气燃烧室。其中,热解气混匀装置,用于收集所述热解气化炉中产生的气体并将其混匀;热解气燃烧室,采用所述热解气混匀装置中混匀的热解气作为燃料,给所述热解气化炉提供热解用热源。本发明的并联处理系统中多个热解气化炉是并联且相互独立的,可根据处理需要,选择热解气化炉并联工作的数量;各热解气化炉产生的热解气混合后,进入热解气燃烧室,实现不同炉体的热解气协同互补,可以缩小系统内热解气成分、燃烧热量的差异,保证各热解炉系统内温度的稳定性,提高尾气的达标效率。

Description

多炉体生物质固体废物气化炉并联处理系统及方法
技术领域
本发明涉及可燃固体废物热处理技术领域,特别是涉及可燃固体废物的一种多炉体生物质固体废物气化炉并联处理系统及方法。
背景技术
在可燃固体废物收集、运输、处理等过程中,需要大量的资金,且由于当前的分类、处理技术无法实现对所有可燃固体废物的去除,只能通过随意堆放或填埋进行处理,造成资源浪费和土地紧张。
热解气化基于物质受热发生分解的反应过程,由于热解过程不涉及催化剂,以及其它能量,因此受到研究人员和工程技术人员的重视,将其应用于固体废物的处理处置及资源化中。通过对现有公开专利期刊文献内容的综合分析,本发明的发明人发现,目前有关热解气化技术的研究主要集中于热解气化系统的优化、产物的高效利用方面,所设计与研制的设备均为单套,存在设备规模相对固定,难以适应不同地域和处理能力的需求,且每一套设备均需配置一套附属设施设备,占地面积大、投资成本高;同时热解气体的资源化程度不高,造成资源的浪费。
因此,亟需进行设备的模块化设计,根据不同规模的需求,进行模块化组合,以热解炉为核心,针对性解决根据实际规模设计的燃烧炉需特定的运行技术与参数,且运行维护难度大,单个固定容积的燃烧炉运行维护简单,但难以满足不同处理规模的需求等问题。
发明内容
有鉴于此,本发明的主要目的在于提供一种多炉体生物质固体废物气化炉并联处理系统及方法,以解决上述技术问题中的至少之一。
为了实现以上目的,作为本发明的一个方面,本发明提供一种多炉体生物质固体废物气化炉并联处理系统,包括:
至少两个热解气化炉,用于分别对装入炉内的可燃生物质固体废物进行热解气化处理;
热解气混匀装置,用于收集所述至少两个热解气化炉中产生的气体并将其混匀;
热解气燃烧室,采用所述热解气混匀装置中混匀的热解气作为燃料,给所述至少两个热解气化炉提供热解用热源。
作为本发明的另一个方面,本发明还提供一种采用如上所述的多炉体生物质固体废物气化炉并联处理系统对生物质固体废物进行并联处理的方法,包括以下步骤:
分别根据不同热解气化炉的进料物料,控制所述热解气化炉的热解温度和升温速率;
将所述热解气化炉产生的热解气导入所述热解气燃烧室燃烧。
基于上述技术方案可知,本发明的并联处理系统及方法具有如下有益效果:本发明针对可燃物热解过程中,由于物质特性的差异,不同物料、不同时间段产生的热解气成分、热量等不同,导致炉体内温度波动性大,难以保证热解过程的稳定运行的现状,设计出并联的多个热解气化炉的解决方案,其中各个炉体内的可燃固体废物热解是独立的,且可以根据处理需要,选择热解气化炉的数量;各热解气化炉产生的热解气混合后,进入热解气燃烧室,实现不同炉体的热解气协同互补,可以缩小系统内热解气成分、燃烧热量的差异,保证各热解气化炉单元内温度的稳定性,提高尾气的达标效率。
附图说明
图1是本发明的多炉体生物质固体废物气化炉并联处理系统的部件关系示意图;
图2是图1中热解气燃烧室部分的部件关系的俯视示意图。
上述附图中,附图标记的含义如下:
1、热解气化炉,2、热解气混匀装置,3、热解气燃烧室,4、热解气联通管,5、热解气体收集冷却单元,6、热解气净化系统,7、储气罐。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明作进一步的详细说明。
本发明公开了一种多炉体生物质固体废物气化炉并联处理系统,该并联处理系统包括:多个热解气化炉、一个热解气混匀装置、一个热解气燃烧室、热解气体收集冷却单元、热解气净化系统和储气罐。多个热解气化炉的数量为2个及以上,优选为2、3、4、5、6、7或8个。
其中,该多个热解气化炉是并联连接的,各个炉体内的可燃固体废物热解是独立进行的,单个炉体处理固体废物的能力为0.5-1000吨/天,并可以根据处理需要,选择同时并联工作的热解气化炉的数量。各热解气化炉产生的热解气混合后,进入热解气燃烧室,实现不同炉体的热解气协同互补,可以缩小系统内热解气成分、燃烧热量的差异,保证各热解炉系统内温度的稳定性,提高尾气的达标效率。
其中,该多个热解气化炉的外壳截面可以分别独立地为椭圆形、圆形、长方形、多边形或其它形状,其中优选为圆形或椭圆形。单个热解气化炉整体例如表现为空心圆柱或椭圆柱结构。
其中,单个热解气化炉的内部分为干燥层、气化层、燃烧层和灰烬层,且每层的炉壁上均设置有温度探头,干燥层上连接有循环热解气进口,且设置有热解层气固分离器,固体废物通过固体燃料给料机加至热解气化炉的干燥层,通过气化层传递上来的热量,使干燥层物料中的水份蒸发,从而降低物料的含水率,且可根据物料的含水率高低,设置固体废物在干燥层的含水率,使物料的含水率下降到可热解的范围内。
其中,该热解气混匀装置与各热解气化炉体相连通,并分别设置有连通开关阀,可以独立控制连通开关阀的开启和闭合,从而可以可控地选择部分热解气化炉工作。该热解气混匀装置,可以位于多个热解气化炉的几何对称位置,或不受热解气化炉位置的限制,为独立放置。其中,当2-3个热解气化炉并联时,优选将其设置于热解气化炉的对称位置;当热解气化炉大于3个时,该热解气混匀装置优选采用独立的结构。
其中,该热解气燃烧室为多个炉体的共用系统,可以嵌套于多个热解气化炉的外围,或者为独立的燃烧结构;对于单个处理能力为0-100t/d的多个并联气化炉,优选采用嵌套式结构,对于100-1000t/d的多个并联气化炉,优选采用独立的热解气燃烧室。混匀后的热解气在该热解气燃烧室内充分燃烧,热量补充到各热解气化炉,使热解炉维持在高温状态。
其中,该热解气燃烧室的进气量由自动化控制单元控制,该自动化控制单元与分布于各热解气化炉中的温度探头相连接,通过对干燥层、气化层、燃烧层和灰烬层的温度综合分析,确定燃烧室的进气量,其中控制过程中,优先根据热解层的温度进行自动控制,当热解层温度低于900℃,且温度下降速率大于2℃/分钟时,增加进气量,当温度高于1000℃,且温度上升速率大于2℃/分钟时,减小进气量。
其中,该多炉体生物质固体废物气化炉并联处理系统还包括热解气体收集冷却系统,用于对热解气燃烧室产生的废气进行冷却。
其中,该多炉体生物质固体废物气化炉并联处理系统还包括热解气净化系统,用于对热解气体收集冷却系统冷却的废气进行净化处理,使其达到排放标准。
其中,该多炉体生物质固体废物气化炉并联处理系统还包括储气罐,用于对热解气净化系统净化后的废气进行储存。
下面结合附图对本发明的一个具体实施方式进行详细阐述说明。
图1是作为本发明一实施例的一种多炉体生物质固体废物气化炉并联处理系统的结构示意图,图2是该并联处理系统中热解气燃烧室部分的俯视结构示意图。如图1、2所示,本发明的多炉体生物质固体废物气化炉并联处理系统包括:五个热解气化炉1、一个热解气混匀装置2、一个热解气燃烧室3、将各热解气化炉1与热解气混匀装置2连通的热解气连通管4、热解气体收集冷却系统5、热解气净化系统6和储气罐7。其中,五个热解气化炉1都是空心圆柱结构,采用对称分布,热解气混匀装置2位于五个热解气化炉1的对称中心。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种多炉体生物质固体废物气化炉并联处理系统,包括:
至少两个热解气化炉,用于分别对装入炉内的可燃生物质固体废物进行热解气化处理;
热解气混匀装置,用于收集所述热解气化炉中产生的气体并将其混匀,从而实现各热解气化炉产生的热解气协同互补;
热解气燃烧室,采用所述热解气混匀装置中混匀的热解气作为燃料,给所述热解气化炉提供热解用热源。
2.根据权利要求1所述的多炉体生物质固体废物气化炉并联处理系统,其中所述至少两个热解气化炉与所述热解气混匀装置连通的管路上分别设置有连通开关阀。
3.根据权利要求1所述的多炉体生物质固体废物气化炉并联处理系统,所述多炉体生物质固体废物气化炉并联处理系统还包括热解气体收集冷却系统,用于对所述热解气燃烧室产生的废气进行冷却。
4.根据权利要求1所述的多炉体生物质固体废物气化炉并联处理系统,所述多炉体生物质固体废物气化炉并联处理系统还包括热解气净化系统,用于对所述热解气体收集冷却系统冷却的废气进行净化处理,使其达到排放标准。
5.根据权利要求1所述的多炉体生物质固体废物气化炉并联处理系统,所述多炉体生物质固体废物气化炉并联处理系统还包括储气罐,用于对所述热解气净化系统净化后的废气进行储存;
所述热解气燃烧室为多个炉体的共用系统,嵌套于所述至少两个热解气化炉的外围,或者为独立的燃烧结构。
6.根据权利要求1所述的多炉体生物质固体废物气化炉并联处理系统,所述热解气化炉的数量为2、3、4、5、6、7或8个;
对于单个处理能力为0~100t/d的多个并联的热解气化炉,采用嵌套式结构;对于单个处理能力大于100t/d而小于等于1000t/d的多个并联的热解气化炉,采用独立的热解气燃烧室。
7.一种采用如权利要求1至6任意一项所述的多炉体生物质固体废物气化炉并联处理系统对生物质固体废物进行并联处理的方法,包括以下步骤:
分别根据不同热解气化炉的进料物料,控制所述热解气化炉的热解温度和升温速率;
将所述热解气化炉产生的热解气导入所述热解气燃烧室燃烧。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,该热解气燃烧室的进气量由自动化控制单元控制,该自动化控制单元根据热解气燃烧室的热解层温度进行自动控制,当热解层温度低于900℃,且温度下降速率大于2℃/分钟时,增加进气量,当温度高于1000℃,且温度上升速率大于2℃/分钟时,减小进气量。
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