CN110951496A - 低温无氧催化干馏还原裂解处理有机质固危废的工艺流程 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低温无氧催化干馏还原裂解处理有机质固危废的工艺流程，包括一级移动床反应器、二级移动床反应器和三级移动床反应器，一级移动床反应器和二级移动床反应器之间设有第一物料平衡控制装置，二级移动床反应器和三级移动床反应器之间设有第二物料平衡控制装置，通过第一物料平衡控制装置控制和第二物料平衡控制装置控制一级移动床反应器、二级移动床反应器中物料的出料，保持二级移动床反应器中出料和三级移动床反应器中的进料处于平衡状态，从而使一级移动床反应器、二级移动床反应器和三级移动床反应器之间达到整个反应系统平衡。本发明能够实现有机固危废的无害化和资源化处理，降低有机固危废对环境的污染。
Description
技术领域
本发明属于环境保护技术领域，尤其涉及一种低温无氧催化干馏还原裂解处理有机质固危废的工艺流程。
背景技术
随着工业迅速发展，近年来，由于我国经济的快速发展，人民生活水平不断提高，城镇化速度不断加快，以及国家对环境治理力度的不断加强，导致有机固体废弃物产生量增长速度较快。而有机固体废弃物中含有大量的有毒有害及致癌物质，极易对地下水、土壤等造成污染，直接危害人类身体健康。
目前对有机固体废弃物的处置方法主要有以下几种：焚烧、填埋、资源化利用等。其中减量化最明显处理最彻底的是焚烧，但是焚烧不仅耗能高，而且浪费了大量资源。使用的最普遍的是填埋，但是由于可供填埋的场地有限，而且填埋很容易造成二次污染和能源的浪费。基于化石能源日趋枯竭和生态环境持续恶化的情况，厌氧消化等生物处理有机固体废弃物的方法逐渐成为首选技术，在对有机固体废弃物进行资源化利用的过程中需要对废弃物进行预处理，以便进行后续操作。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种有机固体危废的无害化和资源化处理工艺流程，该处理方法成本低，效率高，实现废弃物的无害化和资源化处理。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种低温无氧催化干馏还原裂解处理有机质固危废的工艺流程，
包括用于有机固危废脱水的一级移动床反应器，
用于一级移动床反应器中物料燃烧的烟气二次脱水、出氧和初步裂解的二级移动床反应器，
用于深度裂解的三级移动床反应器，
三相分离系统和可燃气储存装置，
所述一级移动床反应器和二级移动床反应器的外壁均设有保温层，所述三级移动床反应器的外壁环设有用于点火加热的腔室，
所述一级移动床反应器和二级移动床反应器之间设有第一物料平衡控制装置，二级移动床反应器和三级移动床反应器之间设有第二物料平衡控制装置，所述第一物料平衡控制装置控制一级移动床反应器中物料的出料，保持一级移动床反应器中出料和二级移动床反应器中进料处于平衡状态，所述第二物料平衡控制装置控制二级移动床反应器中物料的出料，保持二级移动床反应器中出料和三级移动床反应器中的进料处于平衡状态，从而使一级移动床反应器、二级移动床反应器和三级移动床反应器之间达到整个反应系统平衡，
待处理的物料通过进料系统输送至一级移动床反应器中，通过来自三级移动床反应器中烟气热量的收集和输送，通过设置在三级移动床反应器加热层的烟气输送管道将烟气热量输送至一级移动床反应器上的烟气入口，为一级移动床反应器提供热源，一级移动床反应器中的有机固危废和烟气热量混合实现脱水，经过一级移动床反应器混合脱水后的处理物在第一物料平衡控制装置的控制下输送至二级移动床反应器中，
二级移动床反应器与三级移动床反应器之间通过第二物料平衡控制装置实现热传递和物料的进出平衡，物料在二级移动床反应器中进行二次脱水、出氧和初步裂解，经过二级移动床反应器处理后的物料在第二物料平衡控制装置的控制下输送至三级移动床反应器中，
三级移动床反应器的腔室中均匀分布若干燃烧头，通过燃烧头对三级移动床反应器进行加热，将三级移动床反应器中的物料进行深度裂解，所述二级移动床反应器依次与除氧装置、三相分离系统相连，二级移动床反应器中物料初步裂解后通过除氧装置将氧气排出，初步裂解产生的分离物通过三相分离系统进行油、气和水的分离，经分离后产生的可燃气被收集至可燃气储存装置中，可燃气通过气体压缩机将可燃气输送至各加燃烧头供加热使用，所述三级移动床反应器深度裂解产物被收集至副产物回收装置中。
所述一级移动床反应器上设有第一进料口和第一出料口，所述二级移动床反应器上设有第二进料口和第二出料口，所述三级移动床反应器上设有第三进料口和第三出料口，所述第一进料口和进料机构相连。
所述第一物料平衡控制装置包括设置在第一出料口和第二进料口之间的第一下料筒，在所述第一下料筒中分别设有第一上部料位计和第一下部料位计；所述第二物料平衡控制装置包括设置在第二出料口和第三进料口之间的第二下料筒，在第二下料筒中分别设有第二上部料位计和第二下部料位计。
所述一级移动床反应器中反应温度为300-600℃。
所述二级移动床反应器中反应温度为400-600℃。
所述三级移动床反应器中反应温度为400-600℃。
所述一级移动床反应器、二级移动床反应器和三级移动床反应器均为卧式螺旋移动床输送式反应釜。
在第一进料口、第一出料口、第二进料口、第二出料口、第三进料口、第三出料口处均设有温度计和压力计。
在所述一级移动床反应器上连接有出气管道，出气管道上连接有水洗塔，反应釜中烟气经水洗后，输送用于三级移动床反应器出料的物料加湿。
所述一级移动床反应器和二级移动床反应器外壁的保温层为耐温800-1000℃、厚度为40-50mm的岩棉或浇注料。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、不焚烧、不填埋、无需分捡、破碎后直接送反应处理、转化率高，
2、处理过程无有害物质（废气、废液、废渣和粉尘）等二次污染物的排放，
3、处理转化得到有价值的初级再生清洁资源（可燃气、裂解油和炭），可深加工再利用，
4、生产过程不消耗外部能源，利用还原裂解出的清洁能源可燃气实现动力源自给自足。
附图说明
图1为本发明的处理流程图。
图2为本发明中控制装置的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，对本发明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的一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1和图2所示，本实施例低温无氧催化干馏还原裂解处理有机质固危废的工艺流程，包括用于有机固危废脱水的一级移动床反应器1，根据进料垃圾的热值选择合适的氧化还原剂，当进料垃圾的热值为500-700卡时，加入与之相对应的量的氧化还原剂，
用于一级移动床反应器中物料燃烧的烟气二次脱水、出氧和初步裂解的二级移动床反应器2，
用于深度裂解的三级移动床反应器3，
三相分离系统4和可燃气储存装置5，
所述一级移动床反应器1和二级移动床反应器2的外壁均设有保温层，所述三级移动床反应器3的外壁环设有用于点火加热的腔室6，
所述一级移动床反应器1和二级移动床反应器2之间设有第一物料平衡控制装置，二级移动床反应器2和三级移动床反应器3之间设有第二物料平衡控制装置，所述第一物料平衡控制装置控制一级移动床反应器1中物料的出料，保持一级移动床反应器1中出料和二级移动床反应器2中进料处于平衡状态，所述第二物料平衡控制装置控制二级移动床反应器2中物料的出料，保持二级移动床反应器2中出料和三级移动床反应器3中的进料处于平衡状态，从而使一级移动床反应器1、二级移动床反应器2和三级移动床反应器3之间达到整个反应系统平衡，
待处理的物料通过进料系统输送至一级移动床反应器1中，通过来自三级移动床反应器3中烟气热量的收集和输送，通过设置在三级移动床反应器3加热层的烟气输送管道113将烟气热量输送至一级移动床反应器上的烟气入口114，烟气输送管道113的一端与腔室6相连通、其另一端与一级移动床反应器上的烟气入口114相连通，为一级移动床反应器1提供热源，，一级移动床反应器1中的有机固危废和烟气热量混合实现脱水，经过一级移动床反应器1混合脱水后的处理物在第一物料平衡控制装置的控制下输送至二级移动床反应器2中，
二级移动床反应器2与三级移动床反应器3之间通过第二物料平衡控制装置实现热传递和物料的进出平衡，物料在二级移动床反应器2中进行二次脱水、出氧和初步裂解，经过二级移动床反应器2处理后的物料在第二物料平衡控制装置的控制下输送至三级移动床反应器3中，
三级移动床反应器3的腔室6中均匀分布若干燃烧头601，通过燃烧头601对三级移动床反应器3进行加热，将三级移动床反应器3中的物料进行深度裂解，所述二级移动床反应器2依次与除氧装置9、三相分离系统4相连，二级移动床反应器2中物料初步裂解后通过除氧装置9将氧气排出，初步裂解产生的分离物通过三相分离系统4进行油、气和水的分离，经分离后产生的可燃气被收集至可燃气储存装置5中，可燃气通过气体压缩机10将可燃气输送至各加燃烧头601供加热使用，所述三级移动床反应器3深度裂解产物被收集至副产物回收装置111中。
作为优选，本实施例一级移动床反应器1上设有第一进料口101和第一出料口102，所述二级移动床反应器2上设有第二进料口201和第二出料口202，所述三级移动床反应器3上设有第三进料口301和第三出料口302，所述第一进料口101和进料机构110相连。
作为进一步优选，本实施例第一物料平衡控制装置包括设置在第一出料口102和第二进料口201之间的第一下料筒7，在所述第一下料筒7中分别设有第一上部料位计701和第一下部料位计702；所述第二物料平衡控制装置包括设置在第二出料口202和第三进料口301之间的第二下料筒8，在第二下料筒8中分别设有第二上部料位计801和第二下部料位计802。
当物料触及到第一上部料位计701的探头时，第一上部料位计701中的传感器将信号传输至一级移动床反应器1的PLC控制器，控制一级移动床反应器1的变频电机带动转轴降速，避免物料在第一下料筒7中堆积；当物料继续下降触及第一下部料位计702的探头时，第一下部料位计702中的传感器将信号传输至一级移动床反应器1的PLC控制器，控制一级移动床反应器1的变频电机带动转轴加速运转，以满足二级移动床反应器2中有足够量的物料进行初步裂解反应，
当物料触及第一下部料位计702或第二下部料位计802时，PLC控制器控制相对应的电机转速增加，避免空转，
当物料触及第二上部料位计801的探头时，第二上部料位计801中的传感器将信号传输至二级移动床反应器2的PLC控制器，控制二级移动床反应器2的变频电机带动转轴反转，当二级移动床反应器2的PLC控制器报警达到5秒，则一级移动床反应器1的变频电机和二级移动床反应器2的变频电机均停止转动，所述PLC控制器与上位机100相连，控制一级移动床反应器1、二级移动床反应器2和三级移动床反应器3之间达到整个反应系统平衡。
作为进一步优选，本实施例一级移动床反应器1中反应温度为300℃、400℃、450℃、500℃、550℃、600℃或300-600℃中任一数值。
作为进一步优选，本实施例二级移动床反应器2中反应温度为400℃、450℃、500℃、550℃、600℃或400-600℃中任一数值。
作为进一步优选，本实施例三级移动床反应器3中反应温度为400℃、450℃、500℃、550℃、600℃或400-600℃中任一数值。
作为进一步优选，本实施例一级移动床反应器1、二级移动床反应器2和三级移动床反应器3均为卧式螺旋移动床输送式反应釜。
作为进一步优选，本实施例在第一进料口101、第一出料口102、第二进料口201、第二出料口202、第三进料口301、第三出料口302处均设有温度计和压力计。
作为进一步优选，本实施例在所述一级移动床反应器1上连接有出气管道103，出气管道103上连接有水洗塔104，反应釜1中烟气经水洗后，输送用于三级移动床反应器3出料的物料加湿。
作为进一步优选，本实施例所述一级移动床反应器1和二级移动床反应器2外壁的保温层为耐温800-1000℃、厚度为40-50mm的岩棉或浇注料，若选择岩棉作为保温层，则岩棉保温层的内壁和一级移动床反应器1的外壁及岩棉保温层的内壁和二级移动床反应器2外壁之间均需要加设不锈钢层，若选择浇注料作为保温层，则将浇注料直接浇筑在一级移动床反应器1和二级移动床反应器2的外壁，起到保温作用。
本实施例三级移动床反应器3的腔室外壁设有保温层，该保温层的耐温为1600℃以上，可选择岩棉或浇注料作为保温层，若选择岩棉作为保温层，则岩棉保温层的内壁和腔室的外壁之间加设不锈钢层，若选择浇注料作为保温层，则将浇注料直接浇筑在腔室的外壁起到保温作用。
上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种低温无氧催化干馏还原裂解处理有机质固危废的工艺流程，其特征在于，
包括用于有机固危废脱水的一级移动床反应器（1），
用于一级移动床反应器中物料燃烧的烟气二次脱水、出氧和初步裂解的二级移动床反应器（2），
用于深度裂解的三级移动床反应器（3），
三相分离系统（4）和可燃气储存装置（5），
所述一级移动床反应器（1）和二级移动床反应器（2）的外壁均设有保温层，所述三级移动床反应器（3）的外壁环设有用于点火加热的腔室（6），
所述一级移动床反应器（1）和二级移动床反应器（2）之间设有第一物料平衡控制装置，二级移动床反应器（2）和三级移动床反应器（3）之间设有第二物料平衡控制装置，所述第一物料平衡控制装置控制一级移动床反应器（1）中物料的出料，保持一级移动床反应器（1）中出料和二级移动床反应器（2）中进料处于平衡状态，所述第二物料平衡控制装置控制二级移动床反应器（2）中物料的出料，保持二级移动床反应器（2）中出料和三级移动床反应器（3）中的进料处于平衡状态，从而使一级移动床反应器（1）、二级移动床反应器（2）和三级移动床反应器（3）之间达到整个反应系统平衡，
待处理的物料通过进料系统输送至一级移动床反应器（1）中，通过来自三级移动床反应器（3）中烟气热量的收集和输送，通过设置在三级移动床反应器（3）加热层的烟气输送管道（113）将烟气热量输送至一级移动床反应器上的烟气入口（114），为一级移动床反应器（1）提供热源，一级移动床反应器（1）中的有机固危废和烟气热量混合实现脱水，经过一级移动床反应器（1）混合脱水后的处理物在第一物料平衡控制装置的控制下输送至二级移动床反应器（2）中，
二级移动床反应器（2）与三级移动床反应器（3）之间通过第二物料平衡控制装置实现热传递和物料的进出平衡，物料在二级移动床反应器（2）中进行二次脱水、出氧和初步裂解，经过二级移动床反应器（2）处理后的物料在第二物料平衡控制装置的控制下输送至三级移动床反应器（3）中，
三级移动床反应器（3）的腔室（6）中均匀分布若干燃烧头（601），通过燃烧头（601）对三级移动床反应器（3）进行加热，将三级移动床反应器（3）中的物料进行深度裂解，所述二级移动床反应器（2）依次与除氧装置（9）、三相分离系统（4）相连，二级移动床反应器（2）中物料初步裂解后通过除氧装置（9）将氧气排出，初步裂解产生的分离物通过三相分离系统（4）进行油、气和水的分离，经分离后产生的可燃气被收集至可燃气储存装置（5）中，可燃气通过气体压缩机（10）将可燃气输送至各加燃烧头（601）供加热使用，所述三级移动床反应器（3）深度裂解产物被收集至副产物回收装置（111）中。
2.根据权利要求1所述的低温无氧催化干馏还原裂解处理有机质固危废的工艺流程，其特征在于，所述一级移动床反应器（1）上设有第一进料口（101）和第一出料口（102），所述二级移动床反应器（2）上设有第二进料口（201）和第二出料口（202），所述三级移动床反应器（3）上设有第三进料口（301）和第三出料口（302），所述第一进料口（101）和进料机构（110）相连。
3.根据权利要求2所述的低温无氧催化干馏还原裂解处理有机质固危废的工艺流程，其特征在于，所述第一物料平衡控制装置包括设置在第一出料口（102）和第二进料口（201）之间的第一下料筒（7），在所述第一下料筒（7）中分别设有第一上部料位计（701）和第一下部料位计（702）；所述第二物料平衡控制装置包括设置在第二出料口（202）和第三进料口（301）之间的第二下料筒（8），在第二下料筒（8）中分别设有第二上部料位计（801）和第二下部料位计（802）。
4.根据权利要求1所述的低温无氧催化干馏还原裂解处理有机质固危废的工艺流程，其特征在于，所述一级移动床反应器（1）中反应温度为300-600℃。
5.根据权利要求1所述的低温无氧催化干馏还原裂解处理有机质固危废的工艺流程，其特征在于，所述二级移动床反应器（2）中反应温度为400-600℃。
6.根据权利要求1所述的低温无氧催化干馏还原裂解处理有机质固危废的工艺流程，其特征在于，所述三级移动床反应器（3）中反应温度为400-600℃。
7.根据权利要求1所述的低温无氧催化干馏还原裂解处理有机质固危废的工艺流程，其特征在于，所述一级移动床反应器（1）、二级移动床反应器（2）和三级移动床反应器（3）均为卧式螺旋移动床输送式反应釜。
8.根据权利要求1所述的低温无氧催化干馏还原裂解处理有机质固危废的工艺流程，其特征在于，在第一进料口（101）、第一出料口（102）、第二进料口（201）、第二出料口（202）、第三进料口（301）、第三出料口（302）处均设有温度计和压力计。
9.根据权利要求1所述的低温无氧催化干馏还原裂解处理有机质固危废的工艺流程，其特征在于，在所述一级移动床反应器（1）上连接有出气管道（103），出气管道（103）上连接有水洗塔（104），反应釜（1）中烟气经水洗后，输送用于三级移动床反应器（3）出料的物料加湿。
10.根据权利要求1所述的低温无氧催化干馏还原裂解处理有机质固危废的工艺流程，其特征在于，所述一级移动床反应器（1）和二级移动床反应器（2）外壁的保温层为耐温800-1000℃、厚度为40-50mm的岩棉或浇注料。
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