CN110903877A - 一种利用有机废弃物制备颗粒燃料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用有机废弃物制备颗粒燃料的方法,具体包括原料预处理:原料使用生物质材料,经过机械切割预处理,粒径尺寸达到10~20mm;干化裂解:将预处理后的原料送入无氧干化裂解炉中,通过螺旋搅拌仪不断翻滚原料,维持裂解炉温度为360~380℃,裂解过程中产生的裂解气收集进入燃烧锅炉中进行燃烧,产生的热量通过热交换器产生的水蒸汽用于维持无氧干化裂解炉的温度;颗粒制备:裂解后的产物进入压制与造粒设备,制成直径6‑8mm,长度5~8cm的圆柱形颗粒,冷却后出料;尾气处理:燃烧锅炉燃烧产生的尾气进入配备的尾气处理系统。该发明的技术效果为制备的,产品热值高,其制备方法高效、经济、节能和环保。
Description
技术领域
本发明涉及固体废弃物资源化技术领域,具体为一种利用有机废弃物制备颗粒燃料的方法。
背景技术
生活垃圾平均热值较低,进行焚烧处理时需要额外补充燃料,才能保证燃烧温度达到850℃以上,从而避免二噁英的产生。当前,大部分垃圾焚烧项目为保证处理效果,多采用添加颗粒煤、天然气的方法补充热量,无形之中大大提高了项目的运营成本。因此,寻找一种高效、经济的高热值燃料对于降低垃圾焚烧项目运营成本具有较大的实际意义。
另一方面,我国是一个农业大国,生物质资源极为丰富,开发利用潜力巨大。据专家测算,我国生物质能源每年可用总量折合标煤约5亿吨(其中农作物秸秆约有3亿吨,折合标煤约1.5亿吨),合理利用农林生物质能源,不仅可减少农业秸秆、林业加工废弃物等自然腐烂所产生的CH4,也可避免就地焚烧而直接造成的环境污染。现有的利用生物质制备有机颗粒燃料的技术存在颗粒燃料热值低、产品焚烧污染大等问题,制成的颗粒无法用于补充垃圾焚烧热量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用有机废弃物制备颗粒燃料的方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,发明提供如下技术方案:一种利用有机废弃物制备颗粒燃料的方法,具体包括以下步骤:
步骤一:原料预处理:原料使用生物质材料,经过机械切割预处理,处理后粒径尺寸达到10~20mm;
步骤二:干化裂解:将预处理后的潮湿原料送入无氧干化裂解炉中,通过螺旋搅拌仪不断翻滚原料,同时维持裂解炉温度为360~380℃,裂解过程中产生的裂解气收集进入燃烧锅炉中进行燃烧,产生的热量通过热交换器产生的水蒸汽用于维持无氧干化裂解炉的温度;
步骤三:颗粒制备:裂解后的产物进入压制与造粒设备,制成直径6-8mm,长度为5~8cm的圆柱形颗粒,冷却后出料;
步骤四:尾气处理:燃烧锅炉燃烧产生的尾气进入配备的尾气处理系统,经过处理达标后排放。
优选的,所述螺旋搅拌仪设置在无氧干化裂解炉内,所述螺旋搅拌仪包括旋转轴和叶片,所述转轴与所述叶片均为中空结构,所述热交换器的水蒸汽出口通过管路与所述旋转轴的一端连接,所述旋转轴的另一端通过管路与所述热交换器的冷凝水进口连接,所述旋转轴与所述热交换器之间的管路上设置有用于输送相关水蒸气、冷凝水的输送泵。
优选的,所述燃烧锅炉的进气口通过管路与所述无氧干化裂解炉的裂解气出口连接,所述燃烧锅炉与所述无氧干化裂解炉之间的管路上设置有输气泵,所述燃烧锅炉的废气口通过管路连接尾气处理系统,所述尾气处理系统为具有洗涤喷淋塔与光解式废气净化装置的一般处理系统,能保证处理达标。
优选的,所述无氧干化裂解炉上还设置有进料接口和出料接口。
优选的,所述压制与造粒设备为FLP型沸腾制粒机、PGL型喷雾干燥制粒机、干式造粒机、GZL系列干式制粒机组、JZL60、JZL130型挤压制粒机、YK160制粒机、KZL系列快速整粒机以及FL型沸腾制粒干燥机中的一种。
优选的,所述生物质材料为农作物秸秆、废旧木材、木屑、木本植物、禾本植物、藤本植物中的多种混合。
优选的,所述热交换器产生的水蒸气还可用于其它设备的供热使用。
与现有技术相比,发明的有益效果是:该利用有机废弃物制备颗粒燃料的方法,通过干化裂解的方式,提高了产物的单位热值,能够解决以往利用生物质制备颗粒燃料中存在的热值低、燃烧污染重、造粒过程复杂、额外添加药剂等诸多问题,提升了生物质制备颗粒燃料效率,制备的颗粒燃料能有效用于补充垃圾焚烧所需热量,具有较大的经济利益。
附图说明
图1为一种利用有机废弃物制备颗粒燃料的方法中使用的设备组合连接示意图。
图中:1-无氧干化裂解炉;2-螺旋搅拌仪;3-包括旋转轴;4-叶片;5-进料接口;6-出料接口;7-燃烧锅炉;8-热交换器;9-尾气处理系统。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种利用有机废弃物制备颗粒燃料的方法,具体包括以下步骤:
步骤一:原料预处理:原料使用玉米秸秆,经过机械切割预处理,处理后粒径尺寸达到20mm以下;
步骤二:干化裂解:将预处理后的潮湿的玉米秸秆原料送入无氧干化裂解炉1中,通过螺旋搅拌仪2不断翻滚原料,同时维持裂解炉温度为370~380℃,干化持续时间为30min,裂解过程中产生的裂解气收集进入燃烧锅炉7中进行燃烧,产生的热量通过热交换器8产生的水蒸汽用于维持无氧干化裂解炉1的温度;
步骤三:颗粒制备:裂解后的产物进入压制与造粒设备,制成直径6-8mm,长度为5~8cm的圆柱形颗粒,冷却后出料,通过压制使颗粒紧密,提高单位体积热值;
步骤四:尾气处理:燃烧锅炉7燃烧产生的尾气进入配备的尾气处理系统9,经过处理达标后排放,避免污染环境。
本实施例中,所述螺旋搅拌仪2设置在无氧干化裂解炉1内,所述螺旋搅拌仪2包括旋转轴3和叶片4,所述转轴3与所述叶片4均为中空结构,所述热交换器8的水蒸汽出口通过管路与所述旋转轴3的一端连接,所述旋转轴3的另一端通过管路与所述热交换器8的冷凝水进口连接,所述旋转轴3与所述热交换器8之间的管路上设置有用于输送相关水蒸气、冷凝水的输送泵。
本实施例中,所述燃烧锅炉7的进气口通过管路与所述无氧干化裂解炉1的裂解气出口连接,所述燃烧锅炉7与所述无氧干化裂解炉1之间的管路上设置有输气泵,所述燃烧锅炉7的废气口通过管路连接尾气处理系统9,所述尾气处理系统9为具有洗涤喷淋塔与光解式废气净化装置的一般处理系统,能保证处理达标。
本实施例中,所述无氧干化裂解炉1上还设置有进料接口5和出料接口6。
本实施例中,所述压制与造粒设备为FLP型沸腾制粒机、PGL型喷雾干燥制粒机、干式造粒机、GZL系列干式制粒机组、JZL60、JZL130型挤压制粒机、YK160制粒机、KZL系列快速整粒机以及FL型沸腾制粒干燥机中的一种。
本实施例中,所述生物质材料为农作物秸秆、废旧木材、木屑、木本植物、禾本植物、藤本植物中的多种混合。
本实施例中,所述热交换器8产生的水蒸气还可用于其它设备的供热使用。
颗粒性能检测:主要检测颗粒燃料高位热值、体积密度、能力密度、含水率等指标,检测结果及对比情况如表1所示:
指标 | 颗粒燃料 | 化石煤 |
高位热值(MJ/kg) | 23.8 | 23-28 |
体积密度(kg/m3) | 757 | 800-850 |
能量密度(GJ/m3) | 15.8 | 16-24 |
含水率(%) | 3.8% | 10-50 |
表1
结果分析:由表1的检测数据可见,通过本方法制备的有机颗粒在热值、能量密度上均与化石煤较为接近,能有有效替代化石煤的使用。
实施例2
一种利用有机废弃物制备颗粒燃料的方法,具体包括以下步骤:
步骤一:原料预处理:原料使用50%玉米秸秆与50%松树木,经过机械切割预处理,处理后粒径尺寸达到25mm以下;
步骤二:干化裂解:将预处理后的潮湿的玉米秸秆与松树木原料送入无氧干化裂解炉1中,通过螺旋搅拌仪2不断翻滚原料,同时维持裂解炉温度为380~385℃,干化持续时间为35min,裂解过程中产生的裂解气收集进入燃烧锅炉7中进行燃烧,产生的热量通过热交换器8产生的水蒸汽用于维持无氧干化裂解炉1的温度;
步骤三:颗粒制备:裂解后的产物进入压制与造粒设备,制成直径5-10mm,长度为8~10cm的圆柱形颗粒,冷却后出料,通过压制使颗粒紧密,提高单位体积热值;
步骤四:尾气处理:燃烧锅炉7燃烧产生的尾气进入配备的尾气处理系统9,经过处理达标后排放,避免污染环境。
本实施例中,所述螺旋搅拌仪2设置在无氧干化裂解炉1内,所述螺旋搅拌仪2包括旋转轴3和叶片4,所述转轴3与所述叶片4均为中空结构,所述热交换器8的水蒸汽出口通过管路与所述旋转轴3的一端连接,所述旋转轴3的另一端通过管路与所述热交换器8的冷凝水进口连接,所述旋转轴3与所述热交换器8之间的管路上设置有用于输送相关水蒸气、冷凝水的输送泵。
本实施例中,所述燃烧锅炉7的进气口通过管路与所述无氧干化裂解炉1的裂解气出口连接,所述燃烧锅炉7与所述无氧干化裂解炉1之间的管路上设置有输气泵,所述燃烧锅炉7的废气口通过管路连接尾气处理系统9,所述尾气处理系统9为具有洗涤喷淋塔与光解式废气净化装置的一般处理系统,能保证处理达标。
本实施例中,所述无氧干化裂解炉1上还设置有进料接口5和出料接口6。
本实施例中,所述压制与造粒设备为FLP型沸腾制粒机、PGL型喷雾干燥制粒机、干式造粒机、GZL系列干式制粒机组、JZL60、JZL130型挤压制粒机、YK160制粒机、KZL系列快速整粒机以及FL型沸腾制粒干燥机中的一种。
本实施例中,所述生物质材料为农作物秸秆、废旧木材、木屑、木本植物、禾本植物、藤本植物中的多种混合。
本实施例中,所述热交换器8产生的水蒸气还可用于其它设备的供热使用。
颗粒性能检测:主要检测颗粒燃料高位热值、体积密度、能力密度、含水率等指标,检测结果及对比情况如表2所示:
指标 | 颗粒燃料 | 化石煤 |
高位热值(MJ/kg) | 25.2 | 23-28 |
体积密度(kg/m3) | 721 | 800-850 |
能量密度(GJ/m3) | 17.8 | 16-24 |
含水率(%) | 4.4% | 10-50 |
表2
结果分析:由表1的检测数据可见,通过本方法制备的有机颗粒在热值、能量密度上均与化石煤较为接近,能有有效替代化石煤的使用。
与现有技术相比,发明的有益效果是:该利用有机废弃物制备颗粒燃料的方法,通过干化裂解的方式,提高了产物的单位热值,能够解决以往利用生物质制备颗粒燃料中存在的热值低、燃烧污染重、造粒过程复杂、额外添加药剂等诸多问题,提升了生物质制备颗粒燃料效率,制备的颗粒燃料能有效用于补充垃圾焚烧所需热量,具有较大的经济利益。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (7)
1.一种利用有机废弃物制备颗粒燃料的方法,其特征在于:具体包括以下步骤:
步骤一:原料预处理:原料使用生物质材料,经过机械切割预处理,处理后粒径尺寸达到10~20mm;
步骤二:干化裂解:将预处理后的潮湿原料送入无氧干化裂解炉(1)中,通过螺旋搅拌仪(2)不断翻滚原料,同时维持裂解炉温度为360~380℃,裂解过程中产生的裂解气收集进入燃烧锅炉(7)中进行燃烧,产生的热量通过热交换器(8)产生的水蒸汽用于维持无氧干化裂解炉(1)的温度;
步骤三:颗粒制备:裂解后的产物进入压制与造粒设备,制成直径6-8mm,长度为5~8cm的圆柱形颗粒,冷却后出料;
步骤四:尾气处理:燃烧锅炉(7)燃烧产生的尾气进入配备的尾气处理系统(9),经过处理达标后排放。
2.如权利要求1所述的一种利用有机废弃物制备颗粒燃料的方法,其特征在于:所述螺旋搅拌仪(2)设置在无氧干化裂解炉(1)内,所述螺旋搅拌仪(2)包括旋转轴(3)和叶片(4),所述转轴(3)与所述叶片(4)均为中空结构,所述热交换器(8)的水蒸汽出口通过管路与所述旋转轴(3)的一端连接,所述旋转轴(3)的另一端通过管路与所述热交换器(8)的冷凝水进口连接,所述旋转轴(3)与所述热交换器(8)之间的管路上设置有用于输送相关水蒸气、冷凝水的输送泵。
3.如权利要求1所述的一种利用有机废弃物制备颗粒燃料的方法,其特征在于:所述燃烧锅炉(7)的进气口通过管路与所述无氧干化裂解炉(1)的裂解气出口连接,所述燃烧锅炉(7)与所述无氧干化裂解炉(1)之间的管路上设置有输气泵,所述燃烧锅炉(7)的废气口通过管路连接尾气处理系统(9),所述尾气处理系统(9)为具有洗涤喷淋塔与光解式废气净化装置的一般处理系统,能保证处理达标。
4.如权利要求1所述的一种利用有机废弃物制备颗粒燃料的方法,其特征在于:所述无氧干化裂解炉(1)上还设置有进料接口(5)和出料接口(6)。
5.如权利要求1所述的一种利用有机废弃物制备颗粒燃料的方法,其特征在于:所述压制与造粒设备为FLP型沸腾制粒机、PGL型喷雾干燥制粒机、干式造粒机、GZL系列干式制粒机组、JZL60、JZL130型挤压制粒机、YK160制粒机、KZL系列快速整粒机以及FL型沸腾制粒干燥机中的一种。
6.如权利要求1所述的一种利用有机废弃物制备颗粒燃料的方法,其特征在于:所述生物质材料为农作物秸秆、废旧木材、木屑、木本植物、禾本植物、藤本植物中的多种混合。
7.如权利要求1所述的一种利用有机废弃物制备颗粒燃料的方法,其特征在于:所述热交换器(8)产生的水蒸气还可用于其它设备的供热使用。
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