CN110375458A - 高温烟气的回收利用系统及裂解还原处理设备 - Google Patents

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Abstract

一种高温烟气回收利用系统，包括溴化锂制冷装置，冷却水循环回路和烟气管路，其中，冷却水循环回路用于将裂解还原反应设备中热交换区域中使用过的冷却水输送至所述溴化锂制冷装置，并将所述溴化锂制冷装置制冷后的冷却水输送至所述热交换区域，所述烟气管路用于将裂解还原反应设备中可燃气体燃烧产生的高温烟气输送至所述溴化锂制冷装置，并将所述溴化锂制冷装置使用后的烟气进行排放。本系统能够将裂解还原反应设备中加热装置产生的烟气中所包含的能量进行回收利用，提升设备的能源利用率，使垃圾处理的过程对外部能源的需求进一步降低。

Description

高温烟气的回收利用系统及裂解还原处理设备
技术领域
本发明涉及生活垃圾裂解处理技术领域，尤其是针对能源回收利用的技术。
背景技术
随着城市化发展，生活垃圾的处理成为重要的课题，在众多的垃圾处理方式中，裂解处理在理论层面一直是公认最为理想的处理方式。理论上，这种处理方式能够将生活垃圾分解成资源物质并且处理过程不会为大气环境造成二次污染或多度的能源消耗。
然而长期以来，这种处理方式仅仅存在于理论层面，在垃圾处理应用方面往往无法进行理想的裂解处理，条件控制不当，所谓的裂解处理设备实际上就成了焖烧设备或焚烧设备。这样的话，虽然设备运行过程中会伴随一些裂解反应的发生，然而更多的则是焖烧或焚烧的处理方式主导，往往出现产生恶臭、有异味、过量碳排放、效能低、甚至产生二噁英等技术缺陷。
发明人本人申请的专利公开号CN109937096A和CN109890943A披露了一种针对生活垃圾的裂解反应处理装置和方法，采用卧式的旋转密封筒体(反应釜)进行裂解处理，能够使反应稳定、充分地进行，此外，通过对筒体内温度的控制，能够对各阶段的反应过程进行有效控制，获得理想的天然气、焦油和有机质碳等资源产物。处理过程中，反应釜内存在两相产物，一种是气相产物，一种是固相产物。气相产物主要在干燥和干馏阶段产生，固相产物则在最后的碳化阶段产生。反应釜的出料装置主要解决在密封状态下气相产物和固相产物的顺利排出。
发明人采用现有技术进行垃圾处理时发现，可燃气体在燃烧器内燃烧所产生的烟气经冷却除尘塔去除杂质后直接达标排放时，尚携带大量的热量，这些热量未经利用而逸散，一定程度上造成了资源浪费。
发明内容
本发明的目的是提供一种高温烟气回收利用系统，解决反应釜加热装置中产生的高温烟气热量资源浪费的问题。
本发明的技术方案如下：
一种高温烟气回收利用系统，包括溴化锂制冷装置，冷却水循环回路和烟气管路，其中，冷却水循环回路用于将裂解还原反应设备中热交换区域中使用过的冷却水输送至所述溴化锂制冷装置，并将所述溴化锂制冷装置制冷后的冷却水输送至所述热交换区域，所述烟气管路用于将裂解还原反应设备中可燃气体燃烧产生的高温烟气输送至所述溴化锂制冷装置，并将所述溴化锂制冷装置使用后的烟气进行排放。
优选地，所述高温烟气产生于为裂解还原设备的反应釜间接加热的加热装置。
优选地，所述裂解还原反应设备中的热交换区域包括气相产物的冷凝装置和固相产物的冷却装置。
优选地，所述溴化锂制冷装置包括发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、循环泵和溴化锂水溶液，所述发生器用于使所述溴化锂水溶液被所述高温烟气加热产生冷剂蒸汽；所述冷凝器用于使所述冷剂蒸汽凝结为冷剂水；所述蒸发器用于使所述冷剂水汽化再次成为冷剂蒸汽，并使进入所述蒸发器的冷却水被降温制冷；所述吸收器用于使溴化锂水溶液吸收所述冷剂蒸汽获得低浓度溴化锂水溶液；所述循环泵用于完成溴化锂水溶液在所述吸收器和所述发生器的循环。
优选地，所述冷凝器借助于在所述蒸发器中被降温制冷的冷却水使所述冷剂蒸气凝结为冷剂水。
优选地，所述溴化锂制冷装置包括第一溴化锂制冷装置和第二溴化锂制冷装置，所述第一溴化锂制冷装置的冷凝器借助于所述第二溴化锂制冷装置中的蒸发器中被降温制冷的冷却水使所述冷剂蒸汽凝结为冷剂水；所述第二溴化锂制冷装置的冷凝器借助于所述第一溴化锂制冷装置中的蒸发器中被降温制冷的冷却水使所述冷剂蒸汽凝结为冷剂水。
优选地，还包括用于处理被所述溴化锂制冷装置使用过的烟气的尾气处理装置。
优选地，所述尾气处理装置包括两级吸附装置。
一种裂解还原处理设备，包括前述任一种高温烟气回收利用系统，以及包括产生所述高温烟气的加热装置，所述加热装置所用的可燃气体中的部分或全部来自所述裂解还原处理设备中反应产生的气体产物。
本发明具有的有益效果：
本发明能够使裂解还原反应设备中产生的烟气所携带的热量得到充分利用，并用于满足自身的能源需求，从而从整体上降低裂解还原反应设备的能源消耗，使垃圾处理对外界能源的需求降到最低。
附图说明
图1为本发明的高温烟气回收利用系统的结构示意图。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
专利公开号CN109937096A和CN109890943A披露了针对生活垃圾的裂解反应处理装置和方法，此两份专利公开所披露的技术内容整体上在此结合作为参考。本申请实施例重点描述基于上述公开进一步改进的技术内容。
在上述技术方案中，加热装置间接加热裂解还原设备的反应釜，其产生的高温烟气将被进行尾气处理后排放，排放时携带剩余热能。为了保证反应釜的反应条件，这部分剩余热能是必然存在的，此处的热能无法直接为系统所用。
于此同时，裂解还原反应处理装置和方法在反应产物的处理时，需要低温冷却物质，例如冷却水。冷却水的获得，需要借助于外部能源进行制冷。
因此发明人提出使用剩余热能制造低温冷却物质，例如冷却水，以冷却反应产物的思路，并据此提出以下实施方案。
图1显示了高温烟气回收利用系统的结构示意图。
其中箭头A5表示烟气的传输路径；箭头A3表示水的传输路径，箭头A1表示从反应釜中产生的高温气相产物的传输路径，箭头A2表示冷凝分离之后的低温气体产物的传输路径，箭头A4表示冷凝分离之后的低温液体产物的传输路径，箭头A6表示固相产物的传输路径。
总体上，高温烟气回收利用系统包括溴化锂制冷装置1。其中高温烟气作为溴化锂制冷装置1的热媒，裂解还原反应设备中用于冷却产物的冷却水作为冷媒。溴化锂制冷装置1将高温烟气中携带的热量转换为冷却水的冷量。
具体地，溴化锂制冷装置1大体采用现有技术中的结构，为了清楚起见，在此简单介绍其工作原理如下。溴化锂制冷装置1包括烟气管路和冷却水循环回路。高温烟气经由高温烟气管路进入溴化锂制冷装置1作为热媒加热溴化锂水溶液，溴化锂水溶液中的水不断汽化，所产生的冷剂蒸汽进入冷凝器，被降温凝结成冷剂水；于此同时，溴化锂水溶液浓度升高，进入吸收器；冷剂水进入蒸发器而汽化重新成为冷剂蒸汽，在汽化过程中吸收冷媒水(裂解还原反应设备中的冷却水)的热量，从而达到对冷媒水制冷的目的；于此同时，冷剂蒸汽进入吸收器而被高浓度的溴化锂水溶液吸收，溴化锂水溶液的浓度降低后被送回发生器，完成整个循环。
被制冷后的冷媒水被通往裂解还原反应设备中的热交换区域，在本实施例中，进入到气相产物的冷凝装置以及固相产物的冷却装置。
在本发明的实施例中，优选地，所述被制冷后的冷媒水至少一部分还被通往溴化锂制冷装置1的冷凝器中，在冷凝器中作为冷却水使冷剂蒸汽降温凝结成冷剂水。
所述溴化锂制冷装置1可根据裂解还原反应设备的规模选择单效溴化锂吸收式制冷机组，或是双效溴化锂吸收式制冷机组。
由于裂解还原反应设备中产生的高温烟气量非常之巨大，为了充分利用这些能源，可以同时采用两台溴化锂制冷装置进行工作，例如包括第一溴化锂制冷装置和第二溴化锂制冷装置，所述第一溴化锂制冷装置的冷凝器借助于所述第二溴化锂制冷装置中的蒸发器中被降温制冷的冷却水使所述冷剂蒸汽凝结为冷剂水；所述第二溴化锂制冷装置的冷凝器借助于所述第一溴化锂制冷装置中的蒸发器中被降温制冷的冷却水使所述冷剂蒸汽凝结为冷剂水。
优选地，如图1所示，高温烟气回收利用系统中还包括用于处理被所述溴化锂制冷装置使用过的烟气的尾气处理装置，所述尾气处理装置包括两级吸附装置4和5，使处理后的尾气符合排放标准自烟囱6排放至大气。
结合对可燃气体产物回收利用的系统，裂解还原反应设备中加热装置燃烧所需的可燃气体来自于裂解还原反应产生的可燃气体；可燃气体燃烧所产生的高温烟气用于产物的冷却或冷凝系统。这样，设备中主要消耗的能源都来自于裂解还原反应自身从垃圾中回收的能源，因此垃圾处理的过程对能源消耗极少，此外还有节余的可燃气体资源、有机质碳资源、焦油资源、热量或冷量资源可输出在其他生产领域所用。
最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种高温烟气回收利用系统，其特征在于，包括溴化锂制冷装置，冷却水循环回路和烟气管路，其中，
冷却水循环回路用于将裂解还原反应设备中热交换区域中使用过的冷却水输送至所述溴化锂制冷装置，并将所述溴化锂制冷装置制冷后的冷却水输送至所述热交换区域，
所述烟气管路用于将裂解还原反应设备中可燃气体燃烧产生的高温烟气输送至所述溴化锂制冷装置，并将所述溴化锂制冷装置使用后的烟气进行排放。
2.根据权利要求1所述的高温烟气回收利用系统，其特征在于，所述高温烟气产生于为裂解还原设备的反应釜间接加热的加热装置。
3.根据权利要求1所述的高温烟气回收利用系统，其特征在于，所述裂解还原反应设备中的热交换区域包括气相产物的冷凝装置和固相产物的冷却装置。
4.根据权利要求1所述的高温烟气回收利用系统，其特征在于，所述溴化锂制冷装置包括发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、循环泵和溴化锂水溶液，
所述发生器用于使所述溴化锂水溶液被所述高温烟气加热产生冷剂蒸汽；
所述冷凝器用于使所述冷剂蒸汽凝结为冷剂水；
所述蒸发器用于使所述冷剂水汽化再次成为冷剂蒸汽，并使进入所述蒸发器的冷却水被降温制冷；
所述吸收器用于使溴化锂水溶液吸收所述冷剂蒸汽获得低浓度溴化锂水溶液；
所述循环泵用于完成溴化锂水溶液在所述吸收器和所述发生器的循环。
5.根据权利要求4所述的高温烟气回收利用系统，其特征在于，所述冷凝器借助于在所述蒸发器中被降温制冷的冷却水使所述冷剂蒸气凝结为冷剂水。
6.根据权利要求4所述的高温烟气回收利用系统，其特征在于，所述溴化锂制冷装置包括第一溴化锂制冷装置和第二溴化锂制冷装置，
所述第一溴化锂制冷装置的冷凝器借助于所述第二溴化锂制冷装置中的蒸发器中被降温制冷的冷却水使所述冷剂蒸汽凝结为冷剂水；
所述第二溴化锂制冷装置的冷凝器借助于所述第一溴化锂制冷装置中的蒸发器中被降温制冷的冷却水使所述冷剂蒸汽凝结为冷剂水。
7.根据权利要求1所述的高温烟气回收利用系统，其特征在于，还包括用于处理被所述溴化锂制冷装置使用过的烟气的尾气处理装置。
8.根据权利要求1所述的高温烟气回收利用系统，其特征在于，所述尾气处理装置包括两级吸附装置。
9.一种裂解还原处理设备，其特征在于包括根据权利要求1-8任一项所述的高温烟气回收利用系统，以及
包括产生所述高温烟气的加热装置，所述加热装置所用的可燃气体中的部分或全部来自所述裂解还原处理设备中反应产生的气体产物。
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