CN110746995B - 一种回收利用烟气的气化热解系统及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种回收利用烟气的气化热解系统及其应用，所述系统包括依次连接的热解单元、吸收塔以及冷凝单元；所述热解单元包括热解炉与燃烧炉，热解炉的烟气出口与燃烧炉的气体入口连接，燃烧炉的产生的高温气体用于为热解炉提供热解所需热量；所述冷凝单元包括依次连接的换热装置、U型管以及气液分离装置。固体废弃物热解后产生的热解气在燃烧炉内燃烧，燃烧产生的热量用于热解，燃烧后的气体经吸收塔吸收氮氧化物与硫氧化物后，在冷凝单元进行换热冷凝。应用所述系统不仅能提高热解产生烟气的热量利用率，还能够降低烟气中氮氧化物、硫氧化物造成的污染，并能够回收利用水分，达到消白减耗的效果。
Description
技术领域
本发明属于环保技术领域，涉及一种热解系统，尤其涉及一种回收利用烟气的气化热解系统及其应用。
背景技术
随着城市现代化进程不断加速，原生固体废弃物排量与日俱增，传统的固体废弃物资源化处理方法及处理系统造成严重的土地和大气污染，难以适应可持续发展的需要。
从环境保护与资源回收利用的角度考虑，具有热值的固体废弃物理想的处理方式是采用综合处理技术。堆肥技术通过微生物作用消除废弃物，但是对废弃物的成分要求严格，非食物链的成分处理起来较为困难；对于具有较高热值的固体废弃物，可采用焚烧方法进行处理，但焚烧尾气的处理设备庞大，运行技术复杂且资源消耗较大。利用热解气化技术是较为理想的处理方式，热解的主要产物由热解油、热解气和热解炭，对热解产物进行合理地利用可以降低固废对环境的污染，并能够使固体废弃物得到合理的应用。
CN 107876542 A公开了一种旋转床热解炉和处理垃圾的方法，该旋转床热解炉为炉顶、内炉壁、外炉壁、旋转的炉底围城的环形空间结构，该环形空间结构按炉料运动方向分为干燥热解区、气化区和燃烧区，且各区之间具有顶部压低的过渡区。所述旋转床热解炉和处理垃圾的方法通过在一个炉体内完成垃圾干燥、热解、气化、氧化，缩短了工艺流程，减少了设备投资，提高了热处理效率。但该装置及方法仅关注对热解氧气热量的回收利用，热解尾气中由于燃料的燃烧产生了大量的氮氧化物与硫氧化物，还需要对热解尾气进行脱硫脱硝处理。
CN 208200835 U公开了一种连续进出料的密封热解炉，包括沿物料输送方向依次连接的螺旋进料机、进料仓、热解炉筒、出料仓和螺旋出料机；热解炉筒的一端与进料仓连通、另一端与出料仓连通，热解炉筒中部设有加热热解机构，加热热解机构包括位于下部的燃烧室和位于上部的热解室。所述连续进出料的密封热解炉提高了热解的效率，但最终所得热解气、热解液和热解炭混合在一起，大量的热解热量没有得到合理利用，且热解气中大量的有毒有害气体未经处理，仍然会对环境产生危害。
CN 206222361 U公开了一种垃圾热处理装置的烟气循环系统，包括依次连接的空气预热腔、循环水冷系统、第一烟气循环管道、垃圾热解炉、水平布风管道及垂直布风管道、第二烟气循环管道、冷凝装置、尾气管道和净化装置，垃圾热解炉内部设置有水平布置及垂直布置的风管。所述垃圾热处理装置的烟气循环系统通过使烟气循环，提高了烟气的热量利用，但仍未对烟气进行处理。
热解炉产生的热解尾气中存在着大量的氮氧化物与硫氧化物，需要使用脱硫脱硝的方法对热解尾气进行吸收，目前，湿法脱硫脱硝由于成本低、效率高等特点，成为了脱硫脱硝行业的主流技术，但湿法脱硫脱硝会使用大量的水，尾气由于含水量较高，会在烟囱出口冷凝成液滴，从而造成水蒸气的浪费，也容易造成烟囱等设备的腐蚀。
CN 108392936 A公开了一种冷凝法烟气脱白的装置和方法，包括脱硫塔和设置于脱硫塔外部的换热器，换热器分为第一腔体和第二腔体，第一腔体的前置换热管与浆液池之间通过循环泵连接，第一腔体的后置换热管与喷淋装置之间通过增压泵连接，烟气经进烟口进入脱硫塔，脱硫塔底部浆液池内具有氧化性的浆料经过换热器进行降温，浆料降温后与烟气进行换热，而降温后的烟气直接进行了排放。但所述冷凝法烟气脱白的装置降低烟气温度的能力较低，仅能降低烟气温度5-10℃，将烟气排放于烟囱时，仍然会有大量白烟出现。
因此，提供一种既能够利用热解烟气热量，又能够对热解烟气进行后处理，并节约水分的回收利用烟气的气化热解系统，具有重要的工业价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种回收利用烟气的气化热解系统及其应用，所述系统能够提高热解产生烟气的热量利用率，还能够降低烟气中氮氧化物、硫氧化物造成的污染，并能够回收利用水分，达到消白减耗的效果。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种回收利用烟气的气化热解系统，所述回收利用烟气的气化热解系统包括依次连接的热解单元、吸收塔以及冷凝单元。
所述热解单元包括热解炉与燃烧炉，热解炉的烟气出口与燃烧炉的气体入口连接，燃烧炉的烟气出口与热解炉连接，以使燃烧炉燃烧产生的高温气体用于为热解炉提供热解所需热量。
所述冷凝单元包括依次连接的换热装置、U型管以及气液分离装置。
本发明通过吸收塔的设置，对热解气体中的氮氧化物、硫氧化物进行了吸收；通过冷凝单元的设置降低了吸收塔带来的容易出现白雾的影响，使所述回收利用烟气的气化热解系统更加节能友好。
热解时，固体废弃物在热解炉内热解，热解产生热解液、热解炭以及热解气，热解液与热解炭排出后备用；热解气流入燃烧炉，与燃烧炉内的燃料混合后燃烧，燃烧产生的高温气体与热解炉换热，用于热解固体废弃物；吸收塔对所述换热后的高温气体进行初步降温，并吸收气体中的氮氧化物与硫氧化物；但吸收后烟气中同样会夹带大量的水蒸气，吸收后烟气的水蒸气在冷凝单元内冷凝，气液分离后的气体可接烟囱外排，出现白雾的现象明显得到改善。
优选地，所述换热装置包括管壳式换热器、板式换热器或夹套式换热器中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括管壳式换热器与板式换热器的组合，板式换热器与夹套式换热器的组合，管壳式换热器与夹套式换热器的组合或管壳式换热器、板式换热器与夹套式换热器的组合，优选为管壳式换热器。
优选地，所述管壳式换热器倾斜布置，较高的一端与所述吸收塔的出气口连接，较低的一端与所述U型管连接。
本发明通过将管壳式换热器倾斜布置，使较高的一端与吸收塔的出气口连接，较低的一端与所述U型管连接，使吸收后烟气在较高的一端富集，提高换热时间以及换热效率，使吸收后烟气中的水蒸气冷凝为水，并在U型管的底部富集。
冷凝水富集在U型管底部，能够起到液封的效果，使U型管达到类似背压阀的效果，从而能够提高冷凝后烟气的停留时间，使冷凝后烟气中的水蒸气尽可能的冷凝。
优选地，所述管壳式换热器倾斜布置的角度为10-30°，例如可以是10°、12°、15°、18°、20°、24°、25°、27°、28°或30°等。当所述管壳式换热器倾斜布置的角度较低时，通过倾斜布置提高停留时间的效果不明显；当所述管壳式换热器倾斜布置的角度较高时，冷凝后烟气过多的聚集在管壳式换热器的较高端，增大了气体的流动阻力，不利于整个装置内气体的流动，降低了处理效率。
优选地，所述气液分离装置为气液分离罐。
冷凝水蒸气后的吸收后烟气将U型管内的冷凝水压入气液分离罐，冷凝水由气液分离罐的底部出液口排出，气体由气液分离罐的顶部出气口排出，从而分别得到净化烟气与冷凝水。
第二方面，本发明提供了一种如第一方面所述的回收利用烟气的气化热解系统用于热解固体废弃物的应用，所述应用包括如下步骤：
(1)热解固体废弃物，产生热解炭、热解液以及热解气；
(2)热解气进入燃烧炉燃烧，燃烧产生的高温气体返回步骤(1)用于热解固体废弃物，换热后高温气体进入吸收塔；
(3)在吸收塔内喷淋吸收液以吸收步骤(2)所述换热后高温气体内的氮氧化物与硫氧化物，吸收后烟气流入冷凝单元；
(4)吸收后烟气经换热装置换热后，在U型管处冷凝富集，并在后续吸收后烟气的推动下流入气液分离装置进行气液分离，得到净化烟气与冷凝水。
步骤(1)所述固体废弃物包括但不限于固体垃圾，任何含有有机成分的固体废弃物均属于本发明所述固体废弃物，含有有机成分的固体废弃物经过热解后产生热解炭、热解液以及热解气，本领域技术人员可以根据固体废弃物的种类选择合适的热解温度，本发明在此不做限定。
热解气中含有CO、CH4以及H2等可燃成分，且会夹带一定的焦油，将热解气通入燃烧炉内，不仅能够利用热解气的热量，还避免了热解气直接外排造成的氮氧化物、硫氧化物对环境的污染问题。
步骤(3)所述吸收塔内设置有喷淋装置，吸收液以喷淋的形式与换热后高温气体接触，不仅能够达到初步降温的目的，还能够利用吸收液中的化学成分对氮氧化物、硫氧化物进行吸收。本领域技术人员可以根据工艺需要合理地选择吸收液的成分，本发明在此不做过多限定。
本发明所述“U型管”为U形管道，跟领域技术人员可以根据换热装置与气液分离装置的出入口管径进行合理地选择所述U型管的管径。
优选地，步骤(1)所述热解的温度为800-880℃，例如可以是800℃、810℃、820℃、830℃、840℃、850℃、860℃、870℃或880℃，优选为800-850℃。
优选地，步骤(3)所述吸收液以质量分数计，包括质量分数为3-15wt％的吸收剂，余量为水；其中吸收剂的质量分数为3-15wt％，例如可以是3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％或15wt％。
优选地，所述吸收剂包括Na2CO3、CO(NH2)2、Na2SO3或Na2S2O3中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括碳酸钠与亚硫酸钠的组合，碳酸钠与尿素的组合，碳酸钠与硫代硫酸钠的组合，尿素与亚硫酸钠的组合，亚硫酸钠与硫代硫酸钠的组合，碳酸钠、尿素与亚硫酸钠的组合，碳酸钠、亚硫酸钠与硫代硫酸钠的组合，尿素、亚硫酸钠与硫代硫酸钠的组合或碳酸钠、尿素、硫代硫酸钠与亚硫酸钠的组合，优选为Na2CO3、CO(NH2)2、Na2SO3与Na2S2O3的组合。
优选地，所述Na2CO3、CO(NH2)2、Na2SO3与Na2S2O3的质量比为(1-3):(1-3):(1-3):(1-3)，例如可以是1:1:1:1、1:2:1:2、1:2:2:2、1:1:2:3、1:3:1:3、3:1:3:1、2:3:2:3、3:2:3:2或1:2:3:1等。
优选地，步骤(3)所述吸收液与换热后高温气体的液气比为(2-5):1，例如可以是2:1、2.5:1、3:1、3.5:1、4:1、4.5:1、5:1。
优选地，步骤(4)所述换热装置所用冷媒经换热后，用于预热步骤(1)所述固体废弃物。
本发明通过回收吸收后烟气的热量，并将热量用于干燥固体废弃物，使固体废弃物中的水分减少，从而提高热解效果，提高热解炭与热解液的产量，提高了经济效益。
优选地，所述冷媒包括水、乙二醇或导热油中的任意一种或至少两种的组合，出于成本的考虑，所述冷媒优选为水。
优选地，步骤(4)所述冷凝水返回步骤(3)，用于配置吸收液。
作为本发明所述应用的优选技术方案，所述应用包括如下步骤：
(1)800-850℃热解固体废弃物，产生热解炭、热解液以及热解气；
(2)热解气进入燃烧炉燃烧，燃烧产生的高温气体返回步骤(1)用于热解固体废弃物，换热后高温气体进入吸收塔；
(3)在吸收塔内喷淋吸收液以吸收步骤(2)所述换热后高温气体内的氮氧化物与硫氧化物，吸收液与换热后高温气体的液气比为(2-5):1，吸收后烟气流入冷凝单元；所述吸收液中吸收剂的质量分数为3-12wt％，吸收剂由质量比为(1-3):(1-3):(1-3):(1-3)的Na2CO3、CO(NH2)2、Na2SO3与Na2S2O3组成；
(4)吸收后烟气经换热装置换热后，在U型管处冷凝富集，并在后续吸收后烟气的推动下流入气液分离装置进行气液分离，得到净化烟气与冷凝水；换热装置所用冷媒经换热后，用于预热步骤(1)所述固体废弃物；所述冷凝水返回步骤(3)用于配置吸收液。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明通过吸收塔与冷凝单元的设置，使热解气的热量得到了充分利用，并能够使烟气中的水蒸气得到回收利用，消除了后续排放出现白雾的缺陷；
(2)应用本发明所述回收利用烟气的气化热解系统不仅能提高热解产生烟气的热量利用率，还能够降低烟气中氮氧化物、硫氧化物造成的污染，并能够回收利用水分，达到消白减耗的效果，其中，氮氧化物的去除率高达92.43％。
附图说明
图1是本发明实施例1所述回收利用烟气的气化热解系统的结构示意图。
其中：1，热解炉；2，燃烧炉；3，吸收塔；4，换热装置；5，U型管；6，气液分离罐。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供了一种回收利用烟气的气化热解系统，所述回收利用烟气的气化热解系统的结构示意图如图1所示，包括依次连接的热解单元、吸收塔3以及冷凝单元。
所述热解单元包括热解炉1与燃烧炉2，热解炉1的烟气出口与燃烧炉2的气体入口连接，燃烧炉2的烟气出口与热解炉1连接，以使燃烧炉2燃烧产生的高温气体用于为热解炉1提供热解所需热量。
所述冷凝单元包括依次连接的管壳式换热器、U型管5以及气液分离罐6。
所述管壳式换热器倾斜布置，较高的一端与所述吸收塔3的出气口连接，较低的一端与所述U型管5连接，所述管壳式换热器倾斜布置的角度为20°。
实施例2
本实施例提供了一种回收利用烟气的气化热解系统，所述回收利用烟气的气化热解系统包括依次连接的热解单元、吸收塔3以及冷凝单元。
所述热解单元包括热解炉1与燃烧炉2，热解炉1的烟气出口与燃烧炉2的气体入口连接，燃烧炉2的烟气出口与热解炉1连接，以使燃烧炉2燃烧产生的高温气体用于为热解炉1提供热解所需热量。
所述冷凝单元包括依次连接的管壳式换热器、U型管5以及气液分离罐6。
所述管壳式换热器倾斜布置，较高的一端与所述吸收塔3的出气口连接，较低的一端与所述U型管5连接，所述管壳式换热器倾斜布置的角度为10°。
实施例3
本实施例提供了一种回收利用烟气的气化热解系统，所述回收利用烟气的气化热解系统包括依次连接的热解单元、吸收塔3以及冷凝单元。
所述热解单元包括热解炉1与燃烧炉2，热解炉1的烟气出口与燃烧炉2的气体入口连接，燃烧炉2的烟气出口与热解炉1连接，以使燃烧炉2燃烧产生的高温气体用于为热解炉1提供热解所需热量。
所述冷凝单元包括依次连接的管壳式换热器、U型管5以及气液分离罐6。
所述管壳式换热器倾斜布置，较高的一端与所述吸收塔3的出气口连接，较低的一端与所述U型管5连接，所述管壳式换热器倾斜布置的角度为30°。
对比例1
本对比例提供了一种回收利用烟气的气化热解系统，所述回收利用烟气的气化热解系统包括依次连接的热解单元、吸收塔3以及冷凝单元。
所述热解单元包括热解炉1与燃烧炉2，热解炉1的烟气出口与燃烧炉2的气体入口连接，燃烧炉2的烟气出口与热解炉1连接，以使燃烧炉2燃烧产生的高温气体用于为热解炉1提供热解所需热量。
所述冷凝单元包括依次连接的管壳式换热器与气液分离罐6。
所述管壳式换热器倾斜布置，较高的一端与所述吸收塔3的出气口连接，较低的一端与所述U型管5连接，所述管壳式换热器倾斜布置的角度为20°。
对比例2
本对比例提供了一种回收利用烟气的气化热解系统，所述回收利用烟气的气化热解系统包括依次连接的热解单元、吸收塔3以及冷凝单元。
所述热解单元包括热解炉1与燃烧炉2，热解炉1的烟气出口与燃烧炉2的气体入口连接，燃烧炉2的烟气出口与热解炉1连接，以使燃烧炉2燃烧产生的高温气体用于为热解炉1提供热解所需热量。
所述冷凝单元包括依次连接的管壳式换热器、U型管5以及气液分离罐6。
所述管壳式换热器倾斜布置，较高的一端与所述吸收塔3的出气口连接，较低的一端与所述U型管5连接，所述管壳式换热器倾斜布置的角度为5°。
对比例3
本对比例提供了一种回收利用烟气的气化热解系统，所述回收利用烟气的气化热解系统包括依次连接的热解单元、吸收塔3以及冷凝单元。
所述热解单元包括热解炉1与燃烧炉2，热解炉1的烟气出口与燃烧炉2的气体入口连接，燃烧炉2的烟气出口与热解炉1连接，以使燃烧炉2燃烧产生的高温气体用于为热解炉1提供热解所需热量。
所述冷凝单元包括依次连接的管壳式换热器、U型管5以及气液分离罐6。
所述管壳式换热器倾斜布置，较高的一端与所述吸收塔3的出气口连接，较低的一端与所述U型管5连接，所述管壳式换热器倾斜布置的角度为40°。
对比例4
本对比例提供了一种回收利用烟气的气化热解系统，所述回收利用烟气的气化热解系统包括依次连接的热解单元、吸收塔3以及冷凝单元。
所述热解单元包括热解炉1与燃烧炉2，热解炉1的烟气出口与燃烧炉2的气体入口连接，燃烧炉2的烟气出口与热解炉1连接，以使燃烧炉2燃烧产生的高温气体用于为热解炉1提供热解所需热量。
所述冷凝单元包括依次连接的管壳式换热器、U型管5以及气液分离罐6。
所述管壳式换热器水平布置，一端与所述吸收塔3的出气口连接，另一端与所述U型管5连接。
应用本发明实施例1-3以及对比例1-4提供的回收利用烟气的气化热解系统对相同的厨余垃圾进行热解处理，热解的温度为850℃；吸收塔3内的吸收液为由碳酸钠、尿素、亚硫酸钠以及硫酸硫酸钠以1:1:1:1组成的吸收液，碳酸钠、尿素、亚硫酸钠以及硫代硫酸钠的总质量浓度为8wt％；换热装置4内的冷媒为水，换热后的水用于干燥厨余垃圾。
使用testo350烟气分析仪对实施例1-3以及对比例1-4中提供的回收利用烟气的气化热解系统中，气液分离罐6产生的净化烟气进行中NOX的浓度进行检测，并观察产生白雾的现象，其中，热解后高温气体中NOX的浓度为310.6mg/Nm3，所得结果如表1所示。
表1
| NOX浓度(mg/Nm3) | 消白效果 | |
| 实施例1 | 23.5 | 无白雾产生 |
| 实施例2 | 22.8 | 无白雾产生 |
| 实施例3 | 21.6 | 无白雾产生 |
| 对比例1 | 23.4 | 有明显白雾 |
| 对比例2 | 22.7 | 无明显白雾 |
| 对比例3 | 21.2 | 无白雾产生 |
| 对比例4 | 23.1 | 无明显白雾 |
由表1可知，本发明提供的回收利用烟气的气化热解系统能够显著降低烟气中NOX的浓度，且通过冷凝单元的设置能够达到消白的效果。对比例3中虽然没有白雾产生，但管壳式换热器倾斜的角度过大，对比例3提供的回收利用烟气的气化热解系统的烟气后处理效率较差。
应用例1
本应用例应用实施例1提供的气化热解系统热解固体废弃物，所述应用包括如下步骤：
(1)830℃热解厨余垃圾，产生热解炭、热解液以及热解气；
(2)热解气进入燃烧炉2燃烧，燃烧产生的高温气体返回步骤(1)用于热解固体废弃物，换热后高温气体进入吸收塔3；
(3)在吸收塔3内喷淋吸收液以吸收步骤(2)所述换热后高温气体内的氮氧化物与硫氧化物，吸收液与换热后高温气体的液气比为3:1，吸收后烟气流入冷凝单元；所述吸收液中吸收剂的质量分数为8wt％，吸收剂由质量比为1:1:1:1的Na2CO3、CO(NH2)2、Na2SO3与Na2S2O3组成；
(4)吸收后烟气经换热装置4换热后，在U型管5处冷凝富集，并在后续吸收后烟气的推动下流入气液分离装置进行气液分离，得到净化烟气与冷凝水；换热装置4所用冷媒经换热后，用于预热步骤(1)所述固体废弃物；所述冷凝水返回步骤(3)用于配置吸收液。
应用例2
本应用例应用实施例1提供的气化热解系统热解固体废弃物，所述应用包括如下步骤：
(1)810℃热解厨余垃圾，产生热解炭、热解液以及热解气；
(2)热解气进入燃烧炉2燃烧，燃烧产生的高温气体返回步骤(1)用于热解固体废弃物，换热后高温气体进入吸收塔3；
(3)在吸收塔3内喷淋吸收液以吸收步骤(2)所述换热后高温气体内的氮氧化物与硫氧化物，吸收液与换热后高温气体的液气比为3:1，吸收后烟气流入冷凝单元；所述吸收液中吸收剂的质量分数为5wt％，吸收剂由质量比为1:3:1:3的Na2CO3、CO(NH2)2、Na2SO3与Na2S2O3组成；
(4)吸收后烟气经换热装置4换热后，在U型管5处冷凝富集，并在后续吸收后烟气的推动下流入气液分离装置进行气液分离，得到净化烟气与冷凝水；换热装置4所用冷媒经换热后，用于预热步骤(1)所述固体废弃物；所述冷凝水返回步骤(3)用于配置吸收液。
应用例3
本应用例应用实施例1提供的气化热解系统热解固体废弃物，所述应用包括如下步骤：
(1)840℃热解厨余垃圾，产生热解炭、热解液以及热解气；
(2)热解气进入燃烧炉2燃烧，燃烧产生的高温气体返回步骤(1)用于热解固体废弃物，换热后高温气体进入吸收塔3；
(3)在吸收塔3内喷淋吸收液以吸收步骤(2)所述换热后高温气体内的氮氧化物与硫氧化物，吸收液与换热后高温气体的液气比为4:1，吸收后烟气流入冷凝单元；所述吸收液中吸收剂的质量分数为10wt％，吸收剂由质量比为3:1:3:1的Na2CO3、CO(NH2)2、Na2SO3与Na2S2O3组成；
(4)吸收后烟气经换热装置4换热后，在U型管5处冷凝富集，并在后续吸收后烟气的推动下流入气液分离装置进行气液分离，得到净化烟气与冷凝水；换热装置4所用冷媒经换热后，用于预热步骤(1)所述固体废弃物；所述冷凝水返回步骤(3)用于配置吸收液。
应用例4
本应用例应用实施例1提供的气化热解系统热解固体废弃物，所述应用包括如下步骤：
(1)800℃热解厨余垃圾，产生热解炭、热解液以及热解气；
(2)热解气进入燃烧炉2燃烧，燃烧产生的高温气体返回步骤(1)用于热解固体废弃物，换热后高温气体进入吸收塔3；
(3)在吸收塔3内喷淋吸收液以吸收步骤(2)所述换热后高温气体内的氮氧化物与硫氧化物，吸收液与换热后高温气体的液气比为2:1，吸收后烟气流入冷凝单元；所述吸收液中吸收剂的质量分数为3wt％，吸收剂由质量比为1:3:3:1的Na2CO3、CO(NH2)2、Na2SO3与Na2S2O3组成；
(4)吸收后烟气经换热装置4换热后，在U型管5处冷凝富集，并在后续吸收后烟气的推动下流入气液分离装置进行气液分离，得到净化烟气与冷凝水；换热装置4所用冷媒经换热后，用于预热步骤(1)所述固体废弃物；所述冷凝水返回步骤(3)用于配置吸收液。
应用例5
本应用例应用实施例1提供的气化热解系统热解固体废弃物，所述应用包括如下步骤：
(1)850℃热解厨余垃圾，产生热解炭、热解液以及热解气；
(2)热解气进入燃烧炉2燃烧，燃烧产生的高温气体返回步骤(1)用于热解固体废弃物，换热后高温气体进入吸收塔3；
(3)在吸收塔3内喷淋吸收液以吸收步骤(2)所述换热后高温气体内的氮氧化物与硫氧化物，吸收液与换热后高温气体的液气比为5:1，吸收后烟气流入冷凝单元；所述吸收液中吸收剂的质量分数为12wt％，吸收剂由质量比为3:1:1:3的Na2CO3、CO(NH2)2、Na2SO3与Na2S2O3组成；
(4)吸收后烟气经换热装置4换热后，在U型管5处冷凝富集，并在后续吸收后烟气的推动下流入气液分离装置进行气液分离，得到净化烟气与冷凝水；换热装置4所用冷媒经换热后，用于预热步骤(1)所述固体废弃物；所述冷凝水返回步骤(3)用于配置吸收液。
应用例6
本应用例应用实施例1提供的气化热解系统热解固体废弃物，所述应用除步骤(3)所述吸收液中的吸收剂由质量比1:1的Na2CO3与CO(NH2)2组成外，其余均与应用例1相同。
应用例7
本应用例应用实施例1提供的气化热解系统热解固体废弃物，所述应用除步骤(3)所述吸收液中的吸收剂由质量比1:1的Na2SO3与Na2S2O3组成外，其余均与应用例1相同。
应用例8
本应用例应用实施例1提供的气化热解系统热解固体废弃物，所述应用除步骤(3)所述吸收液中的吸收剂由质量比1:1的Na2SO3与CO(NH2)2组成外，其余均与应用例1相同。
使用testo350烟气分析仪对应用例1-8提供的回收利用烟气的气化热解系统中，气液分离罐产生的净化烟气进行中NOX的浓度进行检测，所得结果如表2所示。
表2
由表2中的数据可知，本发明选择由质量比(1-3):(1-3):(1-3):(1-3)的Na2CO3、CO(NH2)2、Na2SO3与Na2S2O3组成的吸收剂，提高了烧结烟气中NOX的去除效果。
应用例6中所用吸收液中的吸收剂由质量比1:1的Na2CO3与CO(NH2)2组成，烟气中NOX的去除率为88.74％，低于应用例1中的92.43％。
应用例7中所用吸收液中的吸收剂由质量比1:1的Na2SO3与Na2S2O3组成，烟气中NOX的去除率为89.65％，低于应用例1中的92.43％。
应用例8中所用吸收液中的吸收剂由质量比1:1的Na2SO3与CO(NH2)2组成，烟气中NOX的去除率为87.39％，低于应用例1中的92.43％。
综上所述，本发明通过吸收塔与冷凝单元的设置，使热解气的热量得到了充分利用，并能够使烟气中的水蒸气得到回收利用，消除了后续排放出现白雾的缺陷；应用本发明所述回收利用烟气的气化热解系统不仅能提高热解产生烟气的热量利用率，还能够降低烟气中氮氧化物、硫氧化物造成的污染，并能够回收利用水分，达到消白减耗的效果，其中，氮氧化物的去除率高达92.43％。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (17)
1.一种回收利用烟气的气化热解系统，其特征在于，所述回收利用烟气的气化热解系统包括依次连接的热解单元、吸收塔、冷凝单元及烟囱；
所述热解单元包括热解炉与燃烧炉，热解炉的热解气出口与燃烧炉的气体入口连接，燃烧炉的烟气出口与热解炉连接；
所述冷凝单元包括依次连接的换热装置、U型管以及气液分离装置；
应用所述气化热解系统时，固体废弃物在热解炉内热解，热解产生热解液、热解炭以及热解气，热解液与热解炭排出后备用；热解气流入燃烧炉，与燃烧炉内的燃料混合后燃烧，燃烧产生的高温气体与热解炉换热，用于热解固体废弃物；吸收塔对所述换热后的高温气体进行初步降温，并吸收气体中的氮氧化物与硫氧化物；但吸收后烟气中同样会夹带大量的水蒸气，吸收后烟气的水蒸气在冷凝单元内冷凝，气液分离后的气体接烟囱外排。
2.根据权利要求1所述的回收利用烟气的气化热解系统，其特征在于，所述换热装置包括管壳式换热器、板式换热器或夹套式换热器中的任意一种或至少两种的组合。
3.根据权利要求1所述的回收利用烟气的气化热解系统，其特征在于，所述换热装置为管壳式换热器。
4.根据权利要求3所述的回收利用烟气的气化热解系统，其特征在于，所述管壳式换热器倾斜布置，较高的一端与所述吸收塔的出气口连接，较低的一端与所述U型管连接。
5.根据权利要求4所述的回收利用烟气的气化热解系统，其特征在于，所述管壳式换热器倾斜布置的角度为10-30°。
6.根据权利要求1所述的回收利用烟气的气化热解系统，其特征在于，所述气液分离装置为气液分离罐。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的回收利用烟气的气化热解系统用于热解固体废弃物的应用，其特征在于，所述应用包括如下步骤：
（1）热解固体废弃物，产生热解炭、热解液以及热解气；
（2）热解气进入燃烧炉燃烧，燃烧产生的高温气体返回步骤（1）用于热解固体废弃物，换热后高温气体进入吸收塔；
（3）在吸收塔内喷淋吸收液以吸收步骤（2）所述换热后高温气体内的氮氧化物与硫氧化物，吸收后烟气流入冷凝单元；
（4）吸收后烟气经换热装置换热后，在U型管处冷凝富集，并在后续吸收后烟气的推动下流入气液分离装置进行气液分离，得到净化烟气与冷凝水。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，步骤（1）所述热解的温度为800-880℃。
9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，步骤（1）所述热解的温度为800-850℃。
10.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，步骤（3）所述吸收液以质量分数计，包括质量分数为3-12wt%的吸收剂，余量为水。
11.根据权利要求10所述的应用，其特征在于，所述吸收剂包括Na2CO3、CO(NH2)2、Na2SO3或Na2S2O3中的任意一种或至少两种的组合。
12.根据权利要求11所述的应用，其特征在于，所述吸收剂为Na2CO3、CO(NH2)2、Na2SO3与Na2S2O3的组合。
13.根据权利要求12所述的应用，其特征在于，所述Na2CO3、CO(NH2)2、Na2SO3与Na2S2O3的质量比为(1-3):(1-3):(1-3):(1-3)。
14.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，步骤（3）所述吸收液与换热后高温气体的液气比为(2-5):1。
15.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，步骤（4）所述换热装置所用冷媒经换热后，用于预热步骤（1）所述固体废弃物。
16.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，步骤（4）所述冷凝水返回步骤（3），用于配置吸收液。
17.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述应用包括如下步骤：
（1）800-850℃热解固体废弃物，产生热解炭、热解液以及热解气；
（2）热解气进入燃烧炉燃烧，燃烧产生的高温气体返回步骤（1）用于热解固体废弃物，换热后高温气体进入吸收塔；
（3）在吸收塔内喷淋吸收液以吸收步骤（2）所述换热后高温气体内的氮氧化物与硫氧化物，吸收液与换热后高温气体的液气比为(2-5):1，吸收后烟气流入冷凝单元；所述吸收液中吸收剂的质量分数为3-12wt%，吸收剂由质量比为(1-3):(1-3):(1-3):(1-3)的Na2CO3、CO(NH2)2、Na2SO3与Na2S2O3组成；
（4）吸收后烟气经换热装置换热后，在U型管处冷凝富集，并在后续吸收后烟气的推动下流入气液分离装置进行气液分离，得到净化烟气与冷凝水；换热装置所用冷媒经换热后，用于预热步骤（1）所述固体废弃物；所述冷凝水返回步骤（3）用于配置吸收液。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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