CN109401765A - 旋转床、垃圾热解耦合气化处理系统以及采用的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种旋转床、垃圾热解耦合气化处理系统以及采用的方法，旋转床包括：床体，所述床体内部形成为风室；布料板，所述布料板设置于所述风室内且相对所述风室可转动；通风件，所述通风件设置于所述布料板上且向周围通风，其中，所述床体的周壁上设置有气体入口，所述气体入口设置于所述布料板的斜下方。由此，这样可以使得垃圾在布料板流动且沸腾化，从而可以有效提高辐射管辐射传热效率和垃圾热解炭转化率，实现垃圾料层温度均匀，基本不存在温度梯度，进而可以使得垃圾炭产品质量稳定。
Description
技术领域
本发明涉及固废资源化处理技术领域，尤其是涉及一种旋转床、垃圾热解耦合气化处理系统以及采用的方法。
背景技术
填埋、焚烧和堆肥是生活垃圾常用处理方式，其中填埋、堆肥已经陷入占用大量用地、产品销路不畅，资源化水平低的困境，而焚烧虽然能达到减容减量和资源化利用目的，但其处理却始终无法摆脱燃烧过程产生二噁英污染问题。
应用旋转床垃圾热解炉不仅能够生产中热值热解煤气产品，并克服燃烧过程生成二噁英污染问题，但旋转床垃圾热解技术亦存在如下问题：
1)旋转床热解垃圾的料层受热不均匀
旋转床垃圾热解炉依靠辐射管放热对炉内垃圾料层进行传热，传热过程受料层厚度影响，垃圾温度自料层表面至装料板依次降低，热解生产垃圾炭产品热解程度亦会不同，导致垃圾炭产品质量不稳定。
2)垃圾炭产品合理利用
垃圾炭产品低含碳量，导致其热值低，直接燃烧可能存在不燃和燃烧生成二噁英污染物等技术问题。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种旋转床，该旋转床可以得到稳定的垃圾炭产品。
本发明进一步地提出了一种垃圾热解耦合气化处理系统。
本发明进一步地还提出了一种垃圾热解耦合气化处理的方法。
根据本发明的旋转床，包括：床体，所述床体内部形成为风室；布料板，所述布料板设置于所述风室内且相对所述风室可转动；通风件，所述通风件设置于所述布料板上且向周围通风，其中，所述床体的周壁上设置有气体入口，所述气体入口设置于所述布料板的斜下方。
由此，这样可以使得垃圾在布料板流动且沸腾化，从而可以有效提高辐射管辐射传热效率和垃圾热解炭转化率，实现垃圾料层温度均匀，基本不存在温度梯度，进而可以使得垃圾炭产品质量稳定。
在本发明的一些示例中，所述通风件为多个且在所述布料板上间隔分布。
在本发明的一些示例中，多个所述通风件在所述布料板的径向分布成列且在周向上分布成多列。
在本发明的一些示例中，所述旋转床还包括多个分隔板，多个所述分隔板在所述布料板的周向上分布，且相邻的两个所述分隔板之间间隔预定列所述通风件。
在本发明的一些示例中，所述分隔板构造为竖向板。
在本发明的一些示例中，所述通风件的底部敞开以构成底部入口，所述通风件的周壁设置有周壁出口。
在本发明的一些示例中，所述通风件的周壁出口为多个且在周向均匀分布。
在本发明的一些示例中，所述气体入口为多个且在周向上分布。
根据本发明的垃圾热解耦合气化处理系统，包括：所述的旋转床；煤气换热器，所述煤气换热器具有气体出口和热煤气入口，所述气体出口与所述气体入口相连；气化床，所述气化床具有固体炭入口、混合液入口和热煤气出口，所述热煤气出口与所述热煤气入口相连。
根据本发明的垃圾热解耦合气化处理的方法，采用所述的垃圾热解耦合气化处理系统；所述方法包括以下步骤：S1、将垃圾送入所述旋转床，得到垃圾炭和油汽煤气；S2、垃圾炭和煤炭混合后送入气化床，油汽煤气冷凝分离后得到焦油和冷凝水的混合液，以及冷煤气,混合液供入气化床，得到炉渣和热煤气；S3、一部分冷煤气在所述煤气换热器内与热煤气换热后通过所述气体入口供入所述旋转床。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的旋转床的示意图；
图2是布料板的俯视图；
图3是通风件的示意图；
图4是根据本发明实施例的垃圾热解耦合气化处理的方法的工艺流程图。
附图标记：
旋转床10；
床体1；风室11；气体入口12；
布料板2；通风件3；底部入口31；周壁出口32；
导轨4；分隔板5；热解油气出口6；辐射管7。
具体实施方式
下面参考图1-图3描述根据本发明实施例的旋转床10，该旋转床10应用于垃圾热解耦合气化处理系统。
如图1所示，根据本发明实施例的旋转床10包括：床体1、布料板2和通风件3，床体1内部形成为风室11，布料板2设置于风室11内，而且布料板2相对风室11可转动。具体地，如图1所示，旋转床10设置有导轨4，导轨4与布料板2相连，导轨4可以带动风室11转动。
通风件3设置于布料板2上且向周围通风，可以理解的是，布料板2用于布料，在布料板2铺设有一定厚度的垃圾后，通风件3可以向周围通风，其中，床体1的周壁上设置有气体入口12，气体入口12设置于布料板2的斜下方，气体可以为换热后的煤气。气体可以从气体入口12进入到风室11内，然后气体再通过通风件3向周围通风。由此，这样可以使得垃圾在布料板2流动且沸腾化，从而可以有效提高辐射管7辐射传热效率和垃圾热解炭转化率，实现垃圾料层温度均匀，基本不存在温度梯度，进而可以使得垃圾炭产品质量稳定。
可选地，如图1和图2所示，通风件3为多个，而且多个通风件3在布料板2上间隔分布。这样在布料板2的每个区域处，通风件3均可以促使周围的垃圾沸腾，这样可以布料板2的每个区域内的垃圾均能有效传热，温度分布均匀，从而可以使得垃圾炭产品质量稳定。
具体地，多个通风件3在布料板2的径向分布成列且在周向上分布成多列。如此设置可以将布料板2上的每个区域更加细分，从而可以保证每个区域均设置有对应的通风孔。
进一步地，如图2所示，旋转床10还包括多个分隔板5，多个分隔板5在布料板2的周向上分布，而且相邻的两个分隔板5之间间隔预定列通风件3。分隔板5可以更好地将布料板2分隔成多个区域，而且可以有利于气体更好地将料层沸腾化。其中，预定列可以为三列。具体地，如图2所示，分隔板5构造可以为竖向板。竖向板结构简单，易于布置，引导效果好。
可选地，通风件3的底部敞开以构成底部入口31，通风件3的周壁设置有周壁出口32。可以理解的是，气体可以从底部入口31进入到通风件3内，然后再通过周壁出口32送向周围的垃圾，这样可以促使周围的垃圾沸腾化，可以使得各层垃圾受热均匀，得到的垃圾炭产品质量稳定。其中，如图3所示，通风件3的周壁出口32为多个，而且多个周壁出口32在周向均匀分布。
还有，如图1所示，气体入口12为多个，而且多个气体入口12在周向上分布。多个气体入口12的设置，可以保证气室内的进气量，而且可以使得气室内各处气体进入均匀，可以有利于各个通风件3向周围通风。
根据本发明实施例的垃圾热解耦合气化处理系统，包括：上述实施例的旋转床10和煤气换热器，煤气换热器具有气体出口和热煤气入口，气体出口与气体入口12相连。煤气换热器可以将换热后的煤气供入旋转床10内的气室内，然后促使布料板2上垃圾受热均匀，生成的垃圾炭质量稳定。
具体地，如图4所示，垃圾热解耦合气化处理系统还包括：气化床、余热锅炉、焚烧炉、空气换热器和防尘间冷脱硫装置，气化床具有固定碳入口、混合液入口和热煤气出口，热煤气入口和热煤气出口相连。
垃圾与旋转床10相连，旋转床10将垃圾热解成垃圾炭和油汽煤气，垃圾炭和煤炭混合进入气化床混合气化；油汽煤气冷凝后分离冷煤气一部分与热气化煤气在煤气换热器中换热后回用于旋转床10底料板作为物料流化气，一部分冷煤气与热气化煤气在余热锅炉后混合进行除尘间冷脱硫装置等净化处理后供旋转床10烧嘴燃料使用或他用(如加热炉加热等)，如图4所示。气化床气化生产炉渣经焚烧炉焚烧处理达到固废排放标准炉渣，热烟气与空气换热生产预热空气作为气化床气化剂使用。
如图4所示，根据本发明实施例的垃圾热解耦合气化处理的方法，采用上述的系统，包括以下步骤：S1、将垃圾送入旋转床10，得到垃圾炭和油汽煤气；S2、垃圾炭和煤炭混合后送入气化床，油汽煤气冷凝分离后得到焦油和冷凝水的混合液，以及冷煤气,混合液供入气化床，得到炉渣和热煤气；S3、一部分冷煤气在煤气换热器内与热煤气换热后通过气体入口12供入旋转床10。
由此，采用上述方法，可以提升垃圾炭产品质量，而且可以提高旋转床10的转化效率，工艺上充分回用热解煤气作为流化气，未降低垃圾热解煤气热值；混入气化床气化煤气中，有效提高气化煤气热值，拓展了煤气应用领域，旋转床10热解煤气中水分和携带飞回经冷凝后泵入气化床进行处理，工艺过程具有环保安全性。
下面给出一个具体实施例。
经破碎干燥预处理的垃圾在常温下经皮带输送进入蓄热式旋转床10内进行热解反应，热解温度400-600℃，热解时间2-3h，得到垃圾炭和油汽煤气。其中，热解温度通过蓄热式烧嘴燃烧用燃气量进行调控。垃圾炭经干熄焦降温至常温，油汽煤气经喷淋洗涤降温分离为25-40℃的焦油+冷凝水和中高热值热解冷煤气(-3500kcal/Nm3)。
垃圾热解所生产常温垃圾炭和煤炭经输送设备(如螺旋输送机或气力输送)进入气化床内，气化温度为850-1000℃，与进入气化炉内250-350℃的预热空气和余热锅炉生产的400-500℃的过热蒸汽一起进行气化反应，得到温度850-950℃的气化煤气，煤气热值1200-1400kcal/Nm3，其中经喷淋洗涤降温分离的焦油+冷凝水的含油废水经泵送入气化床内参与气化反应进行环保处理以提高整个工艺环保性。
蓄热式旋转床10所生产的一部分热解冷煤气与高温气化煤气在煤气换热器中换热获取温度在450-500℃的中温煤气返回至蓄热式旋转床10循环煤气风室11作为垃圾的流化气，使得旋转床10底料板上的垃圾流化，有效改变旋转床10内垃圾流动状态，提高了辐射管7传热效果和床料热解碳转化率；另一部分热解冷煤气与经余热锅炉换热后的低热值气化煤气混合形成混合煤气，有效提高了原气化煤气热值，混和煤气热值可达-1500kcal/Nm3，混合煤气进而经过除尘间冷脱硫等净化设备处理后供蓄热式旋转床10蓄热式烧嘴作为原料气。其中，通过在焚烧炉内燃烧气化床排渣中残炭生成热烟气在空气预热器中进行换热获取进气化床内250-350℃的预热空气；通过经煤气换热器换热后高温气化煤气与锅炉水换热生产高温带压过热蒸汽(-3.8MPa，400-500℃)，所生产高温带压过热蒸汽一部分减压后供气化床气化的气化剂使用，富余部分可供外用。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种旋转床，其特征在于，包括：
床体，所述床体内部形成为风室；
布料板，所述布料板设置于所述风室内且相对所述风室可转动；
通风件，所述通风件设置于所述布料板上且向周围通风，
其中，所述床体的周壁上设置有气体入口，所述气体入口设置于所述布料板的斜下方。
2.根据权利要求1所述的旋转床，其特征在于，所述通风件为多个且在所述布料板上间隔分布。
3.根据权利要求2所述的旋转床，其特征在于，多个所述通风件在所述布料板的径向分布成列且在周向上分布成多列。
4.根据权利要求3所述的旋转床，其特征在于，还包括多个分隔板，多个所述分隔板在所述布料板的周向上分布，且相邻的两个所述分隔板之间间隔预定列所述通风件。
5.根据权利要求4所述的旋转床，其特征在于，所述分隔板构造为竖向板。
6.根据权利要求1所述的旋转床，其特征在于，所述通风件的底部敞开以构成底部入口，所述通风件的周壁设置有周壁出口。
7.根据权利要求6所述的旋转床，其特征在于，所述通风件的周壁出口为多个且在周向均匀分布。
8.根据权利要求1所述的旋转床，其特征在于，所述气体入口为多个且在周向上分布。
9.一种垃圾热解耦合气化处理系统，其特征在于，包括：
权利要求1-8中任一项所述的旋转床；
煤气换热器，所述煤气换热器具有气体出口和热煤气入口，所述气体出口与所述气体入口相连；
气化床，所述气化床具有固体炭入口、混合液入口和热煤气出口，所述热煤气出口与所述热煤气入口相连。
10.一种垃圾热解耦合气化处理的方法，其特征在于，采用权利要求9所述的垃圾热解耦合气化处理系统；
所述方法包括以下步骤：
S1、将垃圾送入所述旋转床，得到垃圾炭和油汽煤气；
S2、垃圾炭和煤炭混合后送入所述气化床，油汽煤气冷凝分离后得到焦油和冷凝水的混合液，以及冷煤气,混合液供入所述气化床，得到炉渣和热煤气；
S3、一部分冷煤气在所述煤气换热器内与热煤气换热后通过所述气体入口供入所述旋转床。
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- 2018-11-02 CN CN201811303105.9A patent/CN109401765B/zh active Active
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