CN110776963A - 一种废物热解气净化装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种废物热解气净化装置及方法，所述装置包括：前处理系统；洗涤系统，连接所述前处理系统，所述洗涤系统至少包含第一洗涤单元以及与之串联的第二洗涤单元，所述第一洗涤单元包含热解油洗涤剂，所述第二洗涤单元包含含有食用植物油的混合油洗涤剂；后吸收系统，连接所述洗涤系统；其中，所述热解油由所述废物热解产生，本发明利用废物自身热解过程中产生的热解油与热解炭分别作为油洗涤剂和吸附剂，可以使得整个净化装置经济，环境友好，焦油和颗粒物的脱除效率均达到99％以上。

Description

一种废物热解气净化装置及方法

技术领域

本发明涉及无害化循环利用技术领域，特别涉及一种废物热解气净化装置及方法。

背景技术

城市生活垃圾热解产生的挥发分中，含有大量的焦油及颗粒物，这些焦油将在露点温度以下(360℃)冷凝，导致下级燃气利用设备及管道堵塞和污染。严重限制了热解技术的工业化应用，因此，热解产生的热解气在送去下级燃气利用设备使用之前，必须将其中的焦油脱除。

由于燃气的下级利用设备的进气要求十分严格，如内燃机对合成气的进气要求为：焦油含量必须低于100mg/Nm³。现有技术中，在考虑到投资和运行成本的情况下，很难将热解气处理到满足燃气利用设备进气要求的程度。目前比较推荐的是热解气经过热裂解或者催化重整处理以后再进行物理法脱焦，现有的物理法脱焦中食用植物油是焦油脱除效率最好的洗涤剂。但是，现有的食用植物油作为油洗涤剂的技术，运行消耗量较大，运行成本较高，为了减少消耗、需要配置相应的食用植物油再生系统，进一步增加了投资成本。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种废物热解气净化装置及方法，在热裂解或者催化重整处理后的热解气基础上，利用本发明所述净化装置可以实现高效脱除废物热解气中的焦油及颗粒物，提升燃气品质。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明首先提供了一种废物热解气净化装置，所述装置包括：前处理系统；洗涤系统，连接所述前处理系统，所述洗涤系统至少包含第一洗涤单元以及与之串联的第二洗涤单元，所述第一洗涤单元包含热解油洗涤剂，所述第二洗涤单元包含含有食用植物油的混合油洗涤剂；后吸收系统，连接所述洗涤系统；其中，所述热解油由所述废物热解产生。

在一实施例中，所述第一洗涤单元通过第一循环管路依次串联有第一洗涤塔，第一循环泵，第一储油罐以及第一油泵，所述第二洗涤单元包含有第二洗涤塔，第二循环泵，第二油泵以及第二储油罐，所述第二洗涤塔以及第二循环泵通过第二循环管路串联，所述第二储油罐通过第二油泵与所述第二循环管路相连。

在一实施例中，所述洗涤系统还包括分别串联在所述第一循环管路和所述第二循环管路中的第一分馏塔和第二分馏塔，所述第一分馏塔置于所述第一循环泵和所述第一储油罐之间。

在一实施例中，所述第一分馏塔运行温度为80-100℃，所述第二分馏塔运行温度为80-90℃。

在一实施例中，所述第一分馏塔运行频率为1-2周一次，所述第二分馏塔的运行频率为4-6月一次，所述一次运行时间为1-2天。

在一实施例中，所述第一洗涤塔的液气比为15-20L/Nm³，所述第二洗涤塔的液气比为8-15L/Nm³。

在一实施例中，所述前处理系统包含除尘器，所述除尘器的一端连接热解气入口，另一端连接所述第一洗涤塔。

在一实施例中，所述前处理系统包含除尘器及冷凝器，所述除尘器的一端连接热解气入口，所述除尘器另一端连接所述冷凝器入口，所述冷凝器气相出口连接所述第一洗涤塔，所述冷凝器液相出口连接至所述第一循环管路。

在一实施例中，所述后吸收系统包含炭吸收单元，所述炭吸收单元的一端连接所述第二洗涤塔，另一端连接热解气出口，所述炭吸收单元包含活性炭或者所述废物热解产生的热解炭吸附剂。

在一实施例中，所述后吸收系统包含碱吸收单元，所述碱吸收单元的一端连接所述第二洗涤塔，另一端连接热解气出口。

在一实施例中，所述碱吸收单元含有碳酸钠溶液，所述碳酸钠溶液的温度为65-75℃。

在一实施例中，所述碱吸收单元含有氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液的温度为65-75℃。

在一实施例中，所述第一循环管路中包含冷却器，所述冷却器置于所述第一分馏塔与所述第一储油罐之间。

在一实施例中，所述碳酸钠溶液或者氢氧化钠溶液作为冷却介质由所述冷凝器或者所述冷却器换热升温至65-75℃。

在一实施例中，所述装置还包含油水分离器，所述油水分离器置于所述第一洗涤塔与所述第一循环泵之间或者置于所述冷凝器液相出口与所述第一循环管路之间。

在一实施例中，所述混合油洗涤剂中食用植物油比例大于70％。

在一实施例中，所述第一洗涤塔与所述第二洗涤塔洗涤剂入口温度为30-60℃。

本发明还提供一种如上所述装置净化废物热解气的方法，所述方法包括以下步骤：

提供一废物热解气净化装置，所述装置包含有前处理系统，洗涤系统以及后吸收系统；所述废物热解气经过所述前处理系统后得到第一净化气；所述第一净化气通过所述洗涤系统后得到第二净化气；所述第二净化气通过所述后吸收系统后即完成对所述废物热解气的净化。

在一实施例中，所述净化完成后所述热解气中的焦油含量小于50mg/Nm³。

在一实施例中，所述净化完成后所述热解气中的颗粒物脱除效率为100％。

如上所述，本发明利用生活垃圾等废物自身热解过程中产生的热解油与热解炭分别作为油洗涤剂和吸附剂，由于洗涤剂与吸附剂来源于热解过程本身，无需从外界购买，因此极大的节省了系统运行成本，同时，能够将废物处理产生的热解油资源化利用，与其他油洗涤剂相比，热解油洗涤剂吸收焦油后，由于热解油与热解气中的焦油成分相似，所以不存在被污染的问题，利用双级的油性液体来除去焦油，不仅焦油脱除效果有保障，同时产生的低沸点油可以作为产品回收，当低沸点油没有用途时可以和灰泥一起返回热解炉，最终热解转化为燃气，净化系统环境友好。

本发明利用自身产热解油为主要的洗涤剂对高浓度的焦油进行净化，避免食用植物油的消耗，提高了系统的经济性，本发明利用分馏塔将捕集下来的热解油中的低沸点成分分馏分离，避免了焦油的二次挥发，大幅度提高了焦油的去除效率，利用油性液体更容易捕集炭颗粒的机理，使得气流中携带的颗粒物可以在第一洗涤塔中被捕集并沉积在塔底分离，避免了常规静电除尘器的使用，也省去了电极冲洗等维护工作。

本发明除分馏塔外，无需设置洗涤剂再生系统，分馏出的低沸点焦油可以作为附加值较高的热解油副产品，做后续其他应用，还可以返回热解系统再次热解或者重整利用，对焦油含量要求极为严格的情况下在第二洗涤单元中加入食用植物油洗涤剂，由于大部分的焦油都在第一洗涤塔中被吸收，因此进入第二洗涤单元的焦油量极少，延长了食用植物油被焦油污染的时间，同时又采用分馏塔定期分离混入食用植物油中的焦油，因此食用植物油得以持久利用。整个装置除热解气自身携带的水份外，不产生额外的废液。

与传统工业应用中的水洗法相比，因热解油相比于水具有更好的洗涤效果，因此具有更高的脱除效率。本发明装置资源利用合理，所使用的热解炭吸附剂，在吸附达到饱和后，同样可以直接送入燃烧室内燃烧，提供热量，使得热解油与热解炭得到了充分的资源化利用。

附图说明

图1为本发明装置一种实施方式的示意图。

图2为本发明装置另一种实施方式的示意图。

图中元件标号说明：

1-热解气入口，2-除尘器，21-颗粒物排出口，3-热解气管路，4-冷凝器，41-冷凝器入口，42-冷凝器液相出口，43-冷凝器气相出口，5-油水分离器，51-废水管道，6-第一循环管路，7-第一洗涤塔，8-第一循环泵，9-冷却器，10-第一储油罐，11-热解油出口管路，12-第一分馏塔，13-第一油泵，14-第二循环管路，15-第二洗涤塔，16-第二循环泵，17-第二油泵，18-第二储油罐，19-第二分馏塔，20-第一排出口，21-第二排出口，22-后吸收系统，23-热解气出口。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1至图2。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，所以图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1所述，在一种实施方式中，本发明提供了一种废物热解气净化的装置，所述装置包括有前处理系统，洗涤系统以及后吸收系统三部分组成。

本发明净化用洗涤剂以及吸附剂主要来自废物热解的副产物，本发明净化用洗涤剂以及吸附剂主要来自废物热解的副产物，所述废物可以是生活垃圾、污泥、也可以是生物质垃圾等。所述废物热解气可以通过所述废物热解产生，所述废物热解气在经过前处理系统处理之前，还可以进行热裂解法或者催化重整法处理，所述热裂解或者催化重整可以将焦油转化为小分子的气态烃，减轻本发明装置除焦的压力，所述热解可以是在无氧条件下进行，与焚烧法处理废物相比，热解法产生的二次污染少，同时极大的抑制了二噁英的产生。

所述前处理系统可以包括有除尘器2以及冷凝器4，所述除尘器2可以是旋风除尘器，所述旋风除尘器可以选择高温型，主要是考虑到所述热解气温度达到了400-800℃的高温，所述热解气首先通过所述热解气入口1从热解气管路3进入所述除尘器2，所述除尘器2可以去除掉所述热解气中的80％以上的灰尘，炭等颗粒物，所述颗粒物可以从所述除尘器2的颗粒物排出口21排出，所述除尘器2的入口气流速度可以为15-25m/s，例如18m/s。

所述冷凝器4可以设置在所述除尘器2之后，所述冷凝器一方面可以冷凝掉部分焦油和水分，一方面可以将所述热解气进行降温，避免所述热解气进入后续洗涤系统后通过换热将洗涤剂温度升高，导致净化效率下降的问题。

所述冷凝器4的入口41连接所述除尘器2，所述冷凝器4出口包括液相出口42和气相出口43，考虑到所述热解气中可能含有部分水分，所述冷凝器4之后还可以设置一油水分离器5，所述油水分离器5的一端连接所述冷凝器4的液相出口42，所述油水分离器5的另一端连接至所述洗涤系统的第一循环管路6，所述冷凝器4的气相出口43则和所述洗涤系统中的第一洗涤塔7相连，所述冷凝器4可以通过冷凝预先除掉所述热解气中的部分焦油，以减轻后续净化的压力。所述冷凝器4的冷却介质可以是冷却水、碳酸钠溶液以及氢氧化钠溶液中的一种或多种，例如所述任意一股冷却介质可以是冷却水，另一股冷却介质可以是碳酸钠溶液或者氢氧化钠溶液，其中，所述冷却水入口温度可以是15-20℃，例如15℃，所述冷却水的出口温度可以是25-30℃，例如25℃，所述碳酸钠溶液或者氢氧化钠溶液的入口温度可以是45-55℃，例如55℃，出口温度可以是65-75℃，例如75℃，所述换热升温后的碳酸钠溶液或者氢氧化钠溶液可以作为所述碱吸收单元的吸收中和剂。所述冷却介质的流速可以是1.5-2.0m/s，例如1.6m/s，所述冷凝器4的水阻力可以是50-70Kpa，经过所述前处理系统后即得到第一净化气，所述第一净化气中的焦油脱除率可以为80％以上。通过所述冷凝器4的热解气冷凝分为气相和液相，所述液相可以为油水混合物，所述油水混合物中主要包括冷凝下来的焦油、颗粒物以及部分水，所述液相可以经过油水分离器5进行分离，通过油水分离器5可以将所述液相中的水和颗粒物排出，所述水及颗粒物通过废水管道51进入后续利用或者处理，所述液相中的油相则可以进入第一循环管路6以参与所述洗涤系统的净化过程。

所述经过冷凝器4出来的热解气即进入所述洗涤系统，所述洗涤系统至少包括一个第一洗涤单元以及与之串联的第二洗涤单元，所述第一洗涤单元用洗涤剂为所述废物热解产生的热解油，所述第二洗涤单元用洗涤剂为含食用植物油的混合油，所述混合油中食用植物油的含量可以大于70％。

所述第一洗涤单元通过第一循环管路6依次串联有第一洗涤塔7，第一循环泵8，第一储油罐10以及第一油泵13，所述第一储油罐10中存储的是所述废物热解产生的热解油。

所述进入洗涤系统的热解气首先从第一洗涤塔7的底部进入洗涤塔内，在所述第一洗涤塔7中，可以使用所述热解油作为洗涤剂，所述热解油可以是所述废物热解产生的，所述热解油从所述第一洗涤塔7的顶部喷淋而下，所述热解油洗涤剂与热解气气液充分接触后，所述热解气中未被所述前处理系统分离的焦油将被热解油洗涤剂吸收脱除，并且热解气中的颗粒物将被热解油洗涤剂吸附，被脱除的焦油和颗粒物将被热解油洗涤剂带到塔底，并通过第一循环管路6和第一循环泵8携带回第一储油罐10，以备循环使用，在所述第一洗涤塔7中，液气比可以为15-20L/Nm³，例如18L/Nm³。

如图1所示，进入所述第一储油罐10的热解油可以在所述第一储油罐10内分层，由上到下逐渐由轻质变成重质热解油。为了减少水分和易挥发的轻质焦油在第一循环管路中的浓度，在所述的在第一循环管路6中可以串联设置第一分馏塔12，用于将热解油洗涤剂中低沸点的轻质热解油和水分去除，所述第一分馏塔12可以置于所述第一循环泵8和所述第一储油罐10之间，所述分离出来的低沸点轻质热解油和水分可以通过设置在所述第一循环管路6上的第一排出口20排出，所述第一分馏塔12的运行温度范围可以为80-100℃，同时在所述第一储油罐10处还可以布置热解油出口管路11，在一实施例中，所述第一储油罐10内还可以设置冷却盘管，用以对所述第一分馏塔12出来的热解油进行降温。随着净化过程的进行，从所述的热解气中吸收脱除的焦油不断累积在所述第一储油罐10中，这时可以将所述第一储油罐10中多余的热解油、水分和灰泥通过所述热解油出口管路11排出送回热解炉。所述第一洗涤单元的优点是：使用分馏后的高沸点热解油作为洗涤剂，洗涤剂中将不再含有沸点低于第一分馏塔12运行温度的轻质组分，能够有效的避免热解油挥发的问题，提高所述热解油洗涤剂的洗涤能力，提升所述第一洗涤单元对焦油的脱除效率。

所述第二洗涤单元包括有第二洗涤塔15，第二循环泵16，第二油泵17以及第二储油罐18，所述第二洗涤塔15、所述第二循环泵16通过第二循环管路14串联，所述第二储油罐18通过第二油泵17与所述第二循环管路14相连，所述第二储油罐18中储存的是食用植物油，例如植物油，所述通过第一洗涤塔7净化后的热解气从第一洗涤塔7顶部通过热解气管路3进入所述第二洗涤单元。为了将所述混合油中低沸点的焦油去除，所述第二循环管路中还可以串联第二分馏塔19，所述第二分馏塔可以在80-90℃工作。

所述第二洗涤单元开始运行时，食用植物油作为油洗涤剂由所述第二油泵17将一定量的食用植物油送入所述第二循环管路14并被送到第二洗涤塔15顶部入口，进入塔内开始循环喷淋净化热解气。此时，所述食用植物油洗涤剂不断吸收所述热解气中的颗粒物与焦油，还可能吸收一部分由所述第一洗涤单元挥发过来的热解油，这些被吸收的物质均混在食用植物油洗涤剂内组成所述混合油洗涤剂，并在塔内循环流动不断吸收所述热解气中的焦油与颗粒物，所述第二洗涤塔15内的液气比可以是8-15L/Nm³。

随着运行时间的增长，塔内循环的混合油洗涤剂中，焦油的含量越来越高，食用植物油逐渐被稀释，在食用植物油的含量下降到接近70％之前，启动所述第二分馏塔19将沸点低于80℃的焦油分离排出，在必要时从所述第二储油罐18中补充新的食用植物油进入第二洗涤塔15，将所述食用植物油含量可以维持在70％以上。所述第一洗涤塔7和第二洗涤塔15洗涤剂的入口温度可以为30-60℃，例如30℃，所述第一洗涤塔7和第二洗涤塔15内填料可以选择拉西环填料，所述填料高度可以为1/5-1/3洗涤塔高度。

为了保障混合油中食用植物油的含量维持在70％以上，本发明装置可以通过在第二循环管14路上设置第二排出口21用以排出检测含量用的混合油或者第二分馏塔19分离出的低沸点焦油，排出后的混合油或者第二分馏塔19分离出的低沸点焦油可以通过检测仪检测，所述检测仪可以是常用的质谱-色谱仪(GC-MS)。当检测到所述混合油中食用植物油的比例接近70％时，开启第二分馏塔19在80-90℃工作运行，分离低沸点焦油，正常运行时开启第二分馏塔19以后，食用植物油在混合油中的比例将明显上升，接近95％时停止第二分馏塔19的运行，此时第二分馏塔19处于旁通状态。当第二分馏塔19运行后所述混合油中食用植物油的比例不能明显上升时时，可以先从所述第二排出口21排出部分混合油，然后第二油泵17启动，向所述第二循环管路14中补充新的食用植物油，当食用植物油浓度超过85％后关闭所述第二油泵17，所述混合油的排出量与所述食用植物油的补充量可以一致，例如可以排出混合油总量的40％-50％，直到下一次检测到所述混合油中食用植物油的比例接近70％时，重复以上运行方式。从所述热解气经过所述洗涤系统后即得到第二净化气，所述第二净化气焦油脱除率与原始热解气相比达到99％以上，焦油浓度可以低于50mg/Nm³。在一实施例中，所述第一分馏塔12的运行频率可以是1-2周一次，所述第二分馏塔19的运行频率可以为4-6月一次，所述一次运行时间可以为1-2天。

所述经过第二洗涤塔出来后的热解气进入后吸收系统22，所述后吸收系统22可以是炭吸收单元，所述后吸收系统22可以用以吸附热解气中剩余的焦油和颗粒物，所述炭吸收单元中的吸附剂可以为活性炭或者为废物热解产生的热解炭，所述废物热解产生的热解炭例如可以是半焦，所述半焦在使用之前还可以进行活化，所述活化可以增大所述半焦的比表面积，增大吸附量，所述活化可以是水蒸气高温活化，为了确保所述净化的效率，当所述半焦吸附剂吸附达到饱和后，可以更换半焦吸附剂，补充新的半焦吸附剂以提高吸附效率，所述经过后吸收系统22的热解气通过热解气出口23进入下游应用设备加以利用。所述热解气经过后吸收系统22后即完成所述净化过程，所述净化后的热解气焦油脱除率可以为99％以上，颗粒物的脱除效率可以为100％，所述净化后的热解气焦油含量可以小于50mg/Nm³，满足内燃机甚至燃气轮机的进气要求。

对于某些特殊的废物如污泥，造纸废渣等热解后会产生大量HCl/NH₃/H₂S/HCN有害气体，这些气体并不能在前处理系统和洗涤系统中除去，此时，所述后吸收系统22还可以是一个碱吸收单元，所述碱吸收单元的吸收剂可以是碳酸钠溶液，所述碱吸收单元的吸收剂还可以是氢氧化钠溶液，所述碳酸钠溶液或者氢氧化钠溶液的温度可以是65-75℃，例如70℃，可以用以中和HCl、NH₃、H₂S、HCN等气体，使得HCl浓度在10mg/Nm³以下，其它污染性气体的浓度可以在20mg/Nm³以下。所述碱吸收单元的一端连接所述第二洗涤塔15，另一端连接热解气出口23，在一实施例中，为了将所述碳酸钠溶液或者氢氧化钠溶液的温度加热至65-75℃，可以将碳酸钠溶液或者氢氧化钠溶液作为所述冷凝器的一股冷却介质以换热升温到65-75℃之间，这样节省了能源，降低能耗。

为了确保所述净化的效率，所述碳酸钠溶液或者氢氧化钠溶液的浓度可以不低于5％，必要时可以补充新的碳酸钠溶液或者氢氧化钠溶液以提高中和效率。所述经过后吸收系统中的热解气通过热解气出口23进入下游应用设备加以利用。所述热解气经过后吸收系统22后即完成所述净化过程，所述净化后的热解气焦油脱除率可以为99％以上，颗粒物的脱除效率可以为100％，所述净化后的热解气焦油含量可以小于20mg/Nm³，HCl浓度可以小于10mg/Nm³，NH₃、H₂S、HCN的浓度可以低于20mg/Nm³，满足内燃机以及燃气轮机的进气要求。

下面对本实施例的工作原理做进一步阐述以解释本发明。

某芦苇秸秆生物质没有合适的用途，利用热解产热解气和产炭，希望炭可以外供使用，而利用净化后的热解气去供应居民生活所用。所述生物质热解挥发份的生产规模为50t/d(含水率18％)，热解挥发份事先采用热解炭作为催化剂重整，得到重整后的油气混合物35t/d，其中产气23t/d，油2.3t/d，水分9.7t/d，焦油浓度为100g/Nm³。热解气需要净化，目标是满足居民供气的要求。热解气的净化采用本发明如图1所示的净化装置进行净化，净化的方法如下：

热解气(含焦油和水蒸汽)进入所述前处理系统中的除尘器2，分离81％的颗粒物，然后进入冷凝器4分离部分油和水分，剩余的部分油和水仍在热解气中，进入第一洗涤塔7，第一洗涤塔7中的液气比为15L/Nm³。进入第一洗涤塔7后的热解气被从第一储油罐10送来的热解油洗涤，实现了焦油的脱除率98％，但是焦油浓度仍在2000mg/Nm³左右，同时焦油和冷凝下来的水分被第一循环泵8送入第一储油罐10中，为了减少水分和易挥发的轻质焦油在第一循环管路6中的浓度，每周中的一天第一分馏塔12投入运行，运行温度为90℃，并从第一排出口20排出分离的低沸点焦油，同时观察在所述第一储油罐10上布置热解油出口管路11，将积累的水分及时排出，第一储油罐10内设有冷却盘管，在第一分馏塔12工作时将热解油的温度降低到30-60℃范围内。随着净化过程的进行，从所述的热解气中吸收脱除的焦油不断累积在所述第一储油罐10中，这时还可以将所述第一储油罐10中多余的热解油通过所述热解油出口管路11排出作为产品利用。

从第一洗涤单元出来的热解气进入所述第二洗涤塔15，被第二循环泵16和第二油泵17送来的混合油进行喷淋，混合油中食用植物油含量一开始是100％，逐渐被焦油稀释，但是一直超过70％。按照焦油带入量来计算经过3年的运行时间食用植物油的浓度才会接近70％，因此在3年的运行周期内不需要排出混合油和额外加入食用植物油，在实际净化操作中依据混合油检测仪检测到所述混合油中食用植物油的比例接近70％时才排出旧油，加入新的食用植物油。每6个月启动第二循环管路14上布置的第二分馏塔19将沸点低于80℃的热解油分离排出，可保持混合油中食用植物油的高浓度。平时第一分馏塔12不运行时被旁通，也不需要在第二储油罐18中补充新的食用植物油。一般来说，当低沸点的焦油可以通过第二分馏塔19进行分离时，不需要再补充新的食用植物油。当运行3-5年以后食用植物油变质老化与焦油难以分离时，可以采取排出50％体积的混合油、并补充50％体积的食用植物油，以后依据混合油检测仪检测到所述混合油中食用植物油的比例接近70％时便更换。所述洗涤塔洗涤剂的入口温度可以为30-60℃，例如30℃，所述洗涤塔内填料可以选择拉西环填料，所述填料高度可以为1/5-1/3洗涤塔高度。

所述经过第二洗涤塔出来后的热解气进入后吸收系统，由于生物质热解气中HCl、NH₃、H₂S、HCN浓度很低，所述后吸收系统22为炭吸收单元，所述炭吸附剂可以为废物热解产生的半焦或者活性炭，所述半焦在使用之前还可以进行活化，所述活化可以采用水蒸气高温活化，为了确保所述净化的效率，当所述半焦吸附剂吸附达到饱和后，可以更换半焦吸附剂，补充新的半焦吸附剂以提高吸附效率，经过后吸收系统后热解气即完成所述净化过程，通过出口23进入下游供居民利用。净化后的生物质热解气焦油脱除率达到99％，颗粒物的脱除效率为100％，净化后的生物质热解气焦油含量小于50mg/Nm³，满足居民用气管道输送要求。

如图2所示，在另一种实施方式中，所述前处理系统包含一除尘器2，考虑到冷凝器的造价较高，为了降低成本，根据热解气处理量的大小以及下游应用设备需要控制的焦油含量不同，所述装置前处理系统可以不设置冷凝器，所述除尘器2的一端连接所述热解气入口1，所述除尘器2的另一端直接连接第一洗涤塔7，经过所述除尘器2的热解气可以预先去掉部分颗粒物，并从颗粒物排出口21排出，所述经过除尘器2的热解气直接进入所述洗涤系统，经过所述前处理系统的第一净化气主要去除掉了部分颗粒物。

在所述洗涤系统中，由于热解气温度较高，在第一洗涤塔7内，热解气将会与热解油发生换热，使热解油洗涤剂的温度升高，导致脱除效率下降，本实施例中，为了避免高温热解气导致洗涤剂温度升高引起的脱除效率降低的问题，所述第一洗涤单元可以设置一冷却器9，所述冷却器9可以将所述第一循环管路6中的洗涤剂冷却到第一洗涤塔洗涤剂的入口温度，所述冷却器9可以设定在所述第一分馏塔12和第一储油罐10之间，这样也可以将第一分馏塔12出来的热解油降温，所述第一洗涤塔洗涤剂入口温度可以是30-60℃，例如30℃。所述冷却器9的冷却介质也可以是冷却水和碳酸钠溶液中的一种或者两种，例如可以是冷却水和碳酸钠溶液中的两种，此时，所述冷却水的入口温度可以是15-25℃，所述冷却水的出口温度可以是30-40℃，例如30℃，所述碳酸钠溶液入口温度可以45-55℃，所述碳酸钠溶液的出口温度可以是65-75℃，换热升温后的碳酸钠溶液可以用以作为所述碱吸收单元的吸收中和剂使用，若所述碳酸钠溶液的出口温度过低，可以补充加热达到碱吸收单元所需温度。所述冷却介质的流速可以是1.2-1.5m/s。

考虑到所述热解气中可能含有部分水分，为了去除水分，本实施例中，可以在所述第一洗涤单元中加入一油水分离器5，所述油水分离器5可以设置在所述第一洗涤塔7和所述第一循环泵8之间，所述来自第一洗涤塔7的液相进入所述油水分离器5后，热解油与水及颗粒物被分离，所述热解油通过所述第一循环管路6进入所述第一储油罐10，所述水及颗粒物可以通过所述油水分离器5排出，所述水及颗粒物通过废水管道51进入后续废水处理装置。

经过所述第一洗涤单元的热解气即进入所述第二洗涤单元得到所述第二净化气，所述第二净化气再通过所述经过后吸收系统22即完成净化过程，本实施方式中，所述第二洗涤单元以及后吸收系统22的工作原理和第一种实施方式相同，所述净化后的热解气焦油脱除率可以为99％以上，颗粒物的脱除效率可以为100％，所述净化后的热解气焦油含量可以小于50mg/Nm³，所述后吸收系统为碱吸收单元时，所述净化后的热解气焦油含量可以小于25mg/Nm³，满足内燃机或者燃气轮机的进气要求。

下面对本实施例的工作原理做进一步阐述以解释本发明。

某垃圾筛上物的热解制气系统，所述垃圾筛上物热解挥发份生产规模为100t/d(含水20％)，净化后的热解气用于内燃机发电，事先采用垃圾筛上物热解产生的炭进行催化重整，将热解油大部分转化为可燃气，产生的燃气50t/d，热解炭38t/d,油4.5t/d，残余水分11.5t/d。高温下油和水蒸汽均在热解气中呈现气态。然后采用本发明的技术对热解气进行净化。

热解气的净化采用本发明的如图2所示的净化装置进行净化，净化的方法如下：

热解气(含焦油和水蒸汽)进入预所述前处理系统中的除尘器2，分离80％左右的颗粒物，然后进入第一洗涤塔7，被从第一储油罐10送来的热解油洗涤，液气比为15L/Nm³，实现了焦油的脱除率96％，但是焦油浓度仍在3600mg/Nm³左右，同时焦油和冷凝下来的水分都混入了热解油洗涤剂中，进入第一循环管路6。在进入第一储油罐10之前，设有油水分离器5，将在第一洗涤塔7中冷凝的水进行分离。为了进一步减少水分和易挥发的轻质焦油在第一循环管路6中的浓度，在所述的在第一循环管路6中的第一分馏塔12，运行温度为100℃，分离低沸点焦油和水从第一排出口20排出。同时观察在所述第一储油罐10上布置热解油出口管路11，将积累的水分和灰泥及时排出。第一分馏塔12后面连接冷却器9，可以将热解油的温度降低到30-60℃范围内，它的冷却介质包括水和碳酸钠溶液或者氢氧化钠溶液。由于第一分馏塔12不断分离低沸点的焦油，因此剩余的热解油洗涤剂能净化吸收热解气中的焦油而不挥发。从所述热解气中吸收脱除的焦油不断累积在所述第一储油罐10中，这时还可以将所述第一储油罐10中将多余的热解油以及焦炭、灰等颗粒物形成的泥状物通过所述热解油出口管路11排出作为产品利用或者返回到热解炉。

从第一洗涤单元出来的热解气进入所述第二洗涤塔15，被第二循环泵16和第二油泵17送来的混合油进行喷淋，混合油中食用植物油含量一开始是100％，逐渐被焦油稀释，但是一直超过70％。按计算经过2年的运行时间食用植物油的浓度才会接近70％，因此在2年的运行周期内不需要排出混合油和额外加入食用植物油。每4个月启动第二循环管路14上布置的第二分馏塔19将沸点低于80℃的热解油分离排出既可，平时第一分馏塔12被旁通，也不需要在第二储油罐18中补充新的食用植物油。一般来说，低沸点的焦油可以通过第二分馏塔19进行分离时，不需要再补充新的食用植物油。运行2-3年以后当植物油变质老化与焦油难以分离、并且食用植物油的检测浓度接近70％时，可以采取排出50％体积的混合油、并补充50％体积的食用植物油，以后每年根据混合油的检测情况进行更换。所述第二洗涤塔15的洗涤剂的入口温度可以为30-60℃，例如30℃，所述洗涤塔内填料可以选择拉西环填料，所述填料高度可以为1/5-1/3洗涤塔高度。

所述经过第二洗涤塔15出来后的热解气进入后吸收系统22，由于垃圾筛上物热解气中HCl、NH₃、H₂S、HCN浓度较高，所述后吸收系统22为碱吸收单元，吸收剂为70℃的碳酸钠溶液或者氢氧化钠溶液，经过后吸收系统后热解气即完成所述净化过程，通过出口23进入下游供居民利用。所述净化后的热解气焦油脱除率达到99％以上，颗粒物的脱除效率为100％，所述净化后的热解气焦油含量小于25mg/Nm³，满足燃气轮机的进气要求。

综上，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种废物热解气净化装置，其特征在于，所述装置包括：

前处理系统；

洗涤系统，连接所述前处理系统，所述洗涤系统至少包含第一洗涤单元以及与之串联的第二洗涤单元，所述第一洗涤单元包含热解油洗涤剂，所述第二洗涤单元包含含有食用植物油的混合油洗涤剂；

后吸收系统，连接所述洗涤系统；

其中，所述热解油由所述废物热解产生。

2.根据权利要求1所述的废物热解气净化装置，其特征在于：所述第一洗涤单元通过第一循环管路依次串联有第一洗涤塔，第一循环泵，第一储油罐以及第一油泵，所述第二洗涤单元包含有第二洗涤塔，第二循环泵，第二油泵以及第二储油罐，所述第二洗涤塔以及第二循环泵通过第二循环管路串联，所述第二储油罐通过第二油泵与所述第二循环管路相连。

3.根据权利要求2所述的废物热解气净化装置，其特征在于：所述洗涤系统还包括分别串联在所述第一循环管路和所述第二循环管路中的第一分馏塔和第二分馏塔，所述第一分馏塔置于所述第一循环泵和所述第一储油罐之间。

4.根据权利要求3所述的废物热解气净化装置，其特征在于：所述前处理系统包含除尘器，所述除尘器的一端连接热解气入口，另一端连接所述第一洗涤塔。

5.根据权利要求2所述的废物热解气净化装置，其特征在于：所述前处理系统包含除尘器及冷凝器，所述除尘器的一端连接热解气入口，所述除尘器另一端连接所述冷凝器入口，所述冷凝器气相出口连接所述第一洗涤塔，所述冷凝器液相出口连接至所述第一循环管路。

6.根据权利要求1所述的废物热解气净化装置，其特征在于：所述后吸收系统包含炭吸收单元，所述炭吸收单元的一端连接所述第二洗涤塔，另一端连接热解气出口，所述炭吸收单元包含活性炭或者所述废物热解产生的热解炭吸附剂。

7.根据权利要求1所述的废物热解气净化装置，其特征在于：所述后吸收系统包含碱吸收单元，所述碱吸收单元的一端连接所述第二洗涤塔，另一端连接热解气出口。

8.根据权利要求4所述的废物热解气净化装置，其特征在于：所述第一循环管路中包含冷却器，所述冷却器置于所述第一分馏塔与所述第一储油罐之间。

9.根据权利要求4或5所述的废物热解气净化装置，其特征在于：所述装置还包含油水分离器，所述油水分离器置于所述第一洗涤塔与所述第一循环泵之间或者置于所述冷凝器液相出口与所述第一循环管路之间。

10.一种利用如权利要求1-9任一所述装置净化废物热解气的方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供一废物热解气净化装置，所述装置包含有前处理系统，洗涤系统以及后吸收系统；

所述废物热解气经过所述前处理系统后得到第一净化气；

所述第一净化气通过所述洗涤系统后得到第二净化气；

所述第二净化气通过所述后吸收系统后即完成对所述废物热解气的净化。

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