CN111187645B - 汽车拆解废物热解气化制取燃气用于熔铝炉的系统与工艺 - Google Patents

汽车拆解废物热解气化制取燃气用于熔铝炉的系统与工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN111187645B
CN111187645B CN202010027385.6A CN202010027385A CN111187645B CN 111187645 B CN111187645 B CN 111187645B CN 202010027385 A CN202010027385 A CN 202010027385A CN 111187645 B CN111187645 B CN 111187645B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pyrolysis
gasification
furnace
pyrolysis gasification
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010027385.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111187645A (zh
Inventor
赵明
顾龙生
周永林
徐帆帆
杨航
杨竹
王伟
赵翔宇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Chenlong Resource Recycling Co ltd
Tsinghua University
Original Assignee
Jiangsu Chenlong Resource Recycling Co ltd
Tsinghua University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Chenlong Resource Recycling Co ltd, Tsinghua University filed Critical Jiangsu Chenlong Resource Recycling Co ltd
Priority to CN202010027385.6A priority Critical patent/CN111187645B/zh
Publication of CN111187645A publication Critical patent/CN111187645A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111187645B publication Critical patent/CN111187645B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/02—Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C10J3/20—Apparatus; Plants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/02—Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C10J3/20—Apparatus; Plants
    • C10J3/34—Grates; Mechanical ash-removing devices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/02—Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C10J3/20—Apparatus; Plants
    • C10J3/34—Grates; Mechanical ash-removing devices
    • C10J3/40—Movable grates
    • C10J3/42—Rotary grates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/58—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels combined with pre-distillation of the fuel
    • C10J3/60—Processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/58—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels combined with pre-distillation of the fuel
    • C10J3/60—Processes
    • C10J3/64—Processes with decomposition of the distillation products
    • C10J3/66—Processes with decomposition of the distillation products by introducing them into the gasification zone
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72—Other features
    • C10J3/725—Redox processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72—Other features
    • C10J3/82—Gas withdrawal means
    • C10J3/84—Gas withdrawal means with means for removing dust or tar from the gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B21/00—Obtaining aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/001—Dry processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2200/00—Details of gasification apparatus
    • C10J2200/15—Details of feeding means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0903—Feed preparation
    • C10J2300/0909—Drying
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0946—Waste, e.g. MSW, tires, glass, tar sand, peat, paper, lignite, oil shale
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1603—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with gas treatment
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

本发明提供了汽车拆解废物热解气化制取燃气用于熔铝炉的系统与工艺，系统包括热解气化系统、合成气净化系统和熔铝炉系统。分选出来待处理的汽车拆解废物由带式输送机送入立式热解气化炉反应，热解气化后生成的炉渣由底部排出，经液封水冷后由刮板收集炉渣进入运送车中，之后统一堆放处理。热解气化产生的可燃气则进入到喷淋塔中，由喷淋塔冷却降温，再经由三级旋风分离器分离水、焦油和可燃气。净化后的可燃气送入熔铝炉和空气混合燃烧，产生的烟气由主路管道经过烟气处理排放。该发明工艺利用热解气化产生的合成气作为熔铝炉的燃气，在保证热效率的同时，还具备高效节能、低碳环保等优点。

Description

汽车拆解废物热解气化制取燃气用于熔铝炉的系统与工艺
技术领域
本发明属于能源环保技术领域，涉及汽车拆解废物处理，特别涉及一种汽车拆解废物热解气化制取燃气用于熔铝炉的系统与工艺。
背景技术
随着经济水平的日益提高和汽车工业的持续发展，机动车保有量保持持续快速增长的趋势，而汽车在我国的使用年限一般为十五年左右，近几年将迎来中国汽车报废的高峰时期。根据相关统计资料，2018年废旧汽车理论报废量预计达到910万辆，2022年预计将达到2450万辆。报废汽车与资源环境问题密切相关，回收后可产生85％以上的再生资源，经过分拣、加工后循环使用可节约各类原材料约70％、节约能源约80％。做好报废汽车回收利用工作已成汽车产业实现绿色、循环、低碳发展的关键，是促进生态文明建设，建成汽车强国的重要环节。
汽车拆解废物中除了金属材料(钢铁、轻合金、重金属、特种金属等)以及便于分离的热塑性塑料、热塑性弹性体、橡胶、碳纤维复合塑料、织物、玻璃等可回收利用的资源材料以外，还有部分没有可再利用技术或不易分离非金属材料，又称为汽车粉碎残渣(Automotive Shredder Residue,ASR)。汽车粉碎残渣是指汽车在拆解过程中经过去污染物、拆解和破碎处理后的残留物，主要包括不易分离的塑料、橡胶、皮革及纤维等可燃物，被认为是可能量回收的材料。
目前，传统的汽车粉碎残渣处理利用方法包括卫生填埋、焚烧和热解气化。卫生填埋处理不能够有效处理ASR中的塑料、橡胶等高聚物，且占用大量的土地资源；焚烧处理能够实现减容和无害处理ASR，但过程中不可避免会产生二噁英、飞灰等有害物质，造成二次环境污染。
另一方面，近年来行业规模不断发展扩大，市场需求逐年上升，铝原料缺乏等问题困扰着诸多企业，因而再生铝产业竞争力也在加强。国内废铝回收潜力已经开始初步显现，废铝加工企业，为铝工业发展提供了丰富资源，大大满足了我国铝工业的需求。根据炼铝工艺开发的熔铝炉能够将废铝原料通过高温熔融再冷却后形成铝锭，一般的熔铝炉的燃气来源主要是天然气或者燃油，成本较高。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，解决汽车拆解废物处理技术和熔铝炉的燃气来源不足等问题，本发明的目的在于提供一种汽车拆解废物热解气化制取燃气用于熔铝炉的工艺，一方面热解气化处理能够将ASR中的大分子链彻底断开生成小分子合成气，实现汽车粉碎残渣的减量化、无害化和资源化利用，另一方面利用ASR热解气化产生的合成气作为熔铝炉的燃气，在保证热效率的同时，还具备高效节能、低碳环保等优点，从而既解决了汽车拆解废物中可燃破碎残渣的难以资源化处置的问题，又合理地将热解气化生成的合成气用于熔铝炉，实现资源的循环利用。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
汽车拆解废物热解气化制取燃气用于熔铝炉的系统，包括：
热解气化系统100，将汽车拆解废物热解气化；
合成气净化系统200，接所述热解气化系统100，除去热解气化所产生合成气中的杂质，得到纯净燃气；
熔铝炉系统300，接所述合成气净化系统200，以所述纯净燃气为燃料进行炼铝。
所述热解气化系统100包括热解气化炉106，热解气化炉106为下吸式固定床反应器，反应器中包括旋转炉排装置10、冷却循环系统162以及抽风机163，反应温度为500-600℃。
所述下吸式固定床反应器包括热解气化炉炉体8，热解气化炉炉体8底部设置出灰搅拌机13和出灰抽气口14，热解气化炉炉体8内设有热解气化室9和无底的集灰室12，并在侧面设置连接抽风机的气体出口11，气体出口11与集灰室12的底部连通，与气体出口11连接的抽风机抽风在集灰室12中形成负压区域；集灰室12位于热解气化室9的下方，二者之间以出灰炉排装置10分隔，由热解气化室9产生的合成气同灰渣一起通过出灰炉排装置10落入集灰室12，灰渣从底部通过出灰搅拌机13由出灰抽气口14排出，合成气则由抽风机通过气体出口11抽出。
所述合成气净化系统200主要由喷淋塔201和三级旋风分离器202构成，喷淋塔201入口连接热解气化炉106的气体出口11，出口连接第一级旋风分离器入口，第三级旋风分离器的出口接熔铝炉系统300。
所述喷淋塔201和第一级、第二级旋风分离器构成循环用水结构。
所述熔铝炉系统300包括熔铝设备304，熔铝设备304顶部有主路管道303，侧面设置有燃烧枪302，燃烧枪302与增氧风机气包305以及合成气净化系统200的纯净燃气出口连接。
所述燃烧枪302与合成气净化系统200的纯净燃气出口连接处设置有阻火水封301。
本发明还提供了汽车拆解废物热解气化制取燃气用于熔铝炉的工艺，包括如下步骤：
1)、将汽车拆解废物热解气化；
2)、将热解气化所产生合成气中的杂质去除，得到纯净燃气；
3)、以所述纯净燃气为燃料，进行炼铝。
所述步骤1)中，将分选出来的汽车拆解废物由带式上料机输送至进料机，然后通过进料机进入下吸式固定床热解气化反应器中进行热解、气化反应；热解气化产生的炉渣经过旋转炉排转动至炉体下部的炉渣收集区域，再经由旋转刮板机进入液封水冷区降温收集，热解气化产生的合成气进入炉体下半部分的负压区域由抽风机送至步骤2)；所述步骤2)中，合成气中包括粉尘颗粒、焦油在内的杂质通过喷淋塔得到有效去除，剩余的其他产物经过三级旋风分离器进一步去除合成气中混有的焦油和水之后送至步骤3)；所述步骤3)中，所述纯净燃气进入熔铝设备与空气混合进行燃烧用于炼铝，燃烧的温度控制在700℃以上。
所述旋转炉排上的物料层厚度在50cm～60cm之间；汽车拆解废物由反应器顶部进入，在下降过程中先经历干燥的过程，再在中温条件下发生热解气化反应，生成主要由氢气、一氧化碳、甲烷组成的可燃气体；热解气化炉下半部分为负压区域，生成的可燃气体从物料反应层穿过旋转炉排再从位于炉体下半部分中间侧边的区域送至步骤2)；通过转动炉排向下排出反应一段时间后堆积在炉排上的炉渣，使之掉入气化炉体下半部分的炉渣收集区域，该区域装有旋转刮板机进一步让炉渣落入炉体下部的液封水冷区进行降温，再通过刮板收集到运送车中，统一运往专门区域进行堆放。
本发明中，汽车拆解废物即汽车拆解后的破碎残渣。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)使用的原料为汽车拆解废物，属于废弃资源，资源利用优势明显。本发明工艺中即解决了汽车拆解废物中可燃破碎残渣难处理的问题，又将废物进行资源化利用，充分发挥了汽车拆解废物的资源价值。
(2)汽车拆解废物在下吸式固定床反应器中温还原性气氛下热解气化，环保优势明显。本发明工艺的热解气化过程能够有效抑制二噁英类污染物的生成，重金属类污染物富集在灰渣中随炉渣排除，对比焚烧处理能够显著降低污染物排放的可能。
(3)利用热解气化生成的合成气作为熔铝炉的燃气供给，成本优势明显。传统的熔铝炉的燃气来源是天然气或燃油，成本相对较高；而采用汽车破碎残渣热解气化的合成气为熔铝炉提供燃气，能够有效降低投资成本。
(4)整个工艺过程中能量综合利用率高，能量利用效率优势明显。本发明工艺将汽车拆解废物热处理过程与合成气再利用相结合来为熔铝炉提供燃气，在利用汽车拆解废物本身含有的能量的同时，还有效利用热解气化产生的合成气，提高了能量利用效率，为有机固废热处理和下游产物深度利用提供新的工艺路线。
附图说明
图1为本发明汽车拆解废物热解气化制取燃气用于熔铝炉的系统结构示意图。
图2为热解气化炉的结构示意图。
图3为热解气化炉中出灰炉排装置的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
如图1所示，本发明汽车拆解废物热解气化制取燃气用于熔铝炉的系统，主要包括热解气化系统100、合成气净化系统200和熔铝炉系统300。其中：
热解气化系统100主要用于将汽车拆解废物热解气化，其包括热解气化炉106，本实施例中热解气化炉106采用下吸式固定床反应器，进料机102安装于热解气化炉106的顶部左端，进料机102的左端为倾斜45°的传送带组成的上料机101；热解气化炉106的顶端还装备有防爆阀107、进氧口104以及旁路管道105；热解气化炉106底部左侧为排渣出口，下方设有水池103。
如图2所示，给出了本发明下吸式固定床反应器的一种具体结构，其包括热解气化炉炉体8，热解气化炉炉体8以热解气化炉支架16支撑，底部设置出灰搅拌机13和出灰抽气口14，出灰搅拌机13通过出灰减速机15连接出灰搅拌电机，顶部中心设置有进氧口104，顶部左右两侧分别设有视镜观察口6和检修口5以及旁路管道105。
热解气化炉炉体8内设有热解气化室9和无底的集灰室12，并在侧面设置连接抽风机的气体出口11。
热解气化室9为上阔下窄的形状，内置平料搅拌机7，顶部与热解气化炉炉体8前端的螺旋进料机2连接，平料搅拌机7通过搅拌减速机3连接平料搅拌电机，减速搅拌机3也位于热解气化炉炉体8的顶部中心。
集灰室12也为上阔下窄的形状，其侧壁与热解气化炉炉体8底部的侧壁平行，气体出口11开在热解气化炉炉体8底部的侧壁的上部位置，即气体出口11与集灰室12的底部是连通的，但位置高于集灰室12的底部。
集灰室12位于热解气化室9的下方(最好是正下方)，二者之间以出灰炉排装置10分隔，参考图3，出灰炉排装置10包括多个平行的单轴体1001，每个单轴体1001上设置有炉排块1002，各单轴体1001通过传动机构连接电机1003，在电机1003动力的作用下转动将灰渣随同气体带入集灰室12。
热解气化炉炉体8以出灰炉排装置10为分界线，上半部分具有三套冷却循环系统，用于降低反应炉体材料的温度，分别为炉体水冷壁、热解气化炉排中心管路的水冷系统和炉排外廓的水冷系统。
其热解气化方法过程如下：
经过预处理过后的汽车拆解废物由送料机传送至进料口1，经过进料机102(本实施例采用螺旋进料机)送入热解气化炉106中，同时炉体顶部的进氧口104往热解气化室9中抽送空气。当热解气化室9的温度被加热至600℃以上时，汽车拆解废物开始进入热解气化过程，生成气体、焦油和固体残渣，焦油在热解气化室9底部继续发生热裂解反应，生成小分子的气体产物，固体残渣中的半焦或焦炭与气化介质中的氧气发生氧化还原反应。
随着反应温度的升高，一系列反应生成的合成气在空气的携带作用下并流向下，可燃的合成气可燃的合成气从物料反应层穿过出灰炉排装置10进入集灰室12的负压区域，再从位于炉体下半部分中间侧边的区域进入气体出口11，由风机抽入到合成气净化系统200。固态灰渣经由出灰炉排装置10向下排出进入到集灰室12，固态灰渣经由炉体底部的出灰搅拌机13和出灰减速机15掉入炉渣收集区域，进行统一收集，该区域装有旋转刮板机进一步让炉渣落入炉体下部的液封水冷区进行降温，再通过刮板收集到运送车中，统一运往专门区域进行堆放。
合成气净化系统200主要用于除去热解气化所产生合成气中的杂质，得到纯净燃气，其主要由喷淋塔201和三级旋风分离器202构成，喷淋塔201和第一级、第二级旋风分离器构成循环用水结构。喷淋塔201的进气口连接热解气化炉106的气体出口20，喷淋塔201的气体出口连接第一级旋风分离器进气口。
熔铝炉系统300主要是以所述纯净燃气为燃料进行炼铝，其主要包括熔铝设备304，熔铝设备304顶部有主路管道303，侧面设置有燃烧枪302，燃烧枪302与增氧风机气包305以及合成气净化系统200的纯净燃气出口(第三级旋风分离器的气体出口)连接，增氧风机气包305布置在燃烧枪32的底部。并且，燃烧枪302与合成气净化系统200的纯净燃气出口连接处设置有阻火水封301。燃烧后的烟气由熔铝设备304顶部的主路管道303进入烟气处理系统。
与系统相应，本发明汽车拆解废物热解气化制取燃气用于熔铝炉的工艺，包括如下步骤：
1)、将汽车拆解废物热解气化；
2)、将热解气化所产生合成气中的杂质去除，得到纯净燃气；
3)、以所述纯净燃气为燃料，进行炼铝。
具体地，结合系统，在步骤1)中：
待处理的拆解废物由带式输送机运至热解气化炉106顶部投入炉内，炉体中间的旋转炉排装置10承载物料发生热解、气化反应，反应温度为500-600℃，物料层厚度在50cm～60cm之间。汽车破碎残渣在下降过程中先经历干燥的过程，再在600℃左右的温度条件下下发生热解气化反应，生成氢气、一氧化碳、甲烷等可燃气体。热解气化炉106下半部分(即集灰室12)为负压区域，生成的可燃气从物料反应层经过旋转炉排装置10，再从位于炉体下半部分气体管道由抽风机抽入到合成气净化系统200。
反应一段时间后生成的炉渣堆积在旋转炉排装置10上，导致热解气化效率下降。通过转动旋转炉排装置10向下排出炉渣，使之掉入炉体下半部分的炉渣收集区域，该区域装有旋转刮板机进一步让炉渣落入炉体下部的液封水冷区进行降温，再通过刮板收集到运送车中，统一运往专门区域进行堆放。
在步骤2)中：
喷淋塔201向可燃气喷洒水进行降温，此时可燃气含有粉尘颗粒、未凝结的焦油等大量杂质。经过和水进行换热后，焦油冷凝成液态，之后进入三级旋风分离器202分离去除可燃气中的焦油和因喷淋引入的水。旋风分离器202利用中间机械旋转使气体转动，在离心力的作用下气体中的液体成分得到了分离。
其中喷淋塔201和一二级旋风分离器构成了循环用水，喷淋塔201从水箱中抽水用于喷淋，喷淋后的水进入水箱中，同时也有一部分水分散进入气体中，之后前两级旋风分离器把这部分水分离出来，同样进入水箱中循环使用。仍有一部分水无法分离，所以水箱采用浮漂检测水位当水量不足时会进行自动补水。三级旋风分离器主要用于分离焦油和可燃气，焦油从底部出口处进入下方收集槽中，当收集槽装满后使用叉车运送到专门区域收集存放。
在步骤3)中：
经过净化后的可燃气体通入熔铝设备304的熔铝室中和空气混合燃烧，为熔铝炉提供燃气来源，为熔铝过程提供热量。再生废铝由炉口推入炉内，炉口闸门由于进料和提供足够空气需要，间断保持开闭状态。进料口上方设有抽风装置，避免操作过程中的灰尘进入车间，熔铝室内的温度在700℃左右。
本发明具体的热解气传递过程如下：
汽车拆解废物在热解气化系统中的热解气化炉中发生干燥、热解、氧化还原一系列反应生成合成气；合成气进入合成气净化系统脱除合成气中的粉尘、焦油以及其他杂质后进入熔铝炉系统；合成气通过燃烧枪在熔炼炉中与空气混合燃烧，产生的烟气由熔炉炉上部烟气处理系统排出。
在本发明的一个具体实施例中，分选出来的汽车拆解废物由带式上料机输送至进料机，进料流量为1022.58kg/h，拆解废物通过进料机进入下吸式固定床热解气化反应器中在温度为500℃-600℃和空气质量流速为1887.42kg/h的反应条件下进行热解、气化反应。热解气化产生的炉渣经过旋转炉排转动至炉体下部的炉渣收集区域，再经由旋转刮板机进入液封水冷区降温收集；热解气化产生的合成气进入炉体下半部分的负压区域由抽风机抽入合成气净化系统。合成气中的粉尘颗粒、焦油等杂质通过喷淋塔得到有效去除，剩余的其他产物经过三级旋风分离器进一步去除合成气中混有的焦油和水，此时合成气的低位热值达到4.92MJ/Nm3，具体组成见表1。合成气进入熔铝设备中与空气混合进行燃烧用于炼铝，燃烧的温度控制在700℃以上。
表1汽车拆解废物热解气化制取的合成气
组成 数值 单位
密度 1.255 kg/m<sup>3</sup>
高位热值 5.30 MJ/Nm<sup>3</sup>
低位热值 4.92 MJ/Nm<sup>3</sup>
H<sub>2</sub> 8.12 ％
O<sub>2</sub> 1.82 ％
CO<sub>2</sub> 13.63 ％
N<sub>2</sub> 65.35 ％
CH<sub>4</sub> 2.30 ％
CO 5.76 ％
C<sub>2</sub>H<sub>6</sub> 0.40 ％
C<sub>2</sub>H<sub>4</sub> 1.34 ％
C<sub>3</sub>H<sub>6</sub> 0.66 ％
C<sub>2</sub>H<sub>2</sub> 0.37 ％
1-C<sub>4</sub>H<sub>8</sub> 0.13 ％
异丁烷 0.21 ％
1,3-C<sub>4</sub>H<sub>6</sub> 0.07 ％
综上，本发明热解气化产生的合成气可作为熔铝炉的燃气，在保证热效率的同时，还具备高效节能、低碳环保等优点。

Claims (5)

1.一种汽车拆解废物热解气化制取燃气用于熔铝炉的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将汽车拆解废物热解气化；
2)将热解气化所产生合成气中的杂质去除，得到纯净燃气；
3)以所述纯净燃气为燃料，进行炼铝；
在步骤1)中，旋转炉排上的物料层厚度在50cm～60cm之间，汽车拆解废物由带式上料机输送至进料机，进料流量为1022.58kg/h，拆解废物通过进料机进入下吸式固定床热解气化反应器中在温度为500℃-600℃和空气质量流速为1887.42kg/h的反应条件下进行热解、气化反应；
实现所述方法采用的系统包括：
热解气化系统(100)，将汽车拆解废物热解气化，所述热解气化系统(100)包括热解气化炉(106)，所述热解气化炉(106)为下吸式固定床反应器，所述下吸式固定床反应器包括热解气化炉炉体(8)，热解气化炉炉体(8)底部设置出灰搅拌机(13)和出灰抽气口(14)，热解气化炉炉体(8)内设有热解气化室(9)和无底的集灰室(12)，并在侧面设置连接抽风机的气体出口(11)，气体出口(11)与集灰室(12)的底部连通，与气体出口(11)连接的抽风机抽风在集灰室(12)中形成负压区域；集灰室(12)位于热解气化室(9)的下方，二者之间以出灰炉排装置(10)分隔，由热解气化室(9)产生的合成气同灰渣一起通过出灰炉排装置(10)落入集灰室(12)，灰渣从底部通过出灰搅拌机(13)由出灰抽气口(14)排出，合成气则由抽风机通过气体出口(11)抽出；
合成气净化系统(200)，接所述热解气化系统(100)，除去热解气化所产生合成气中的杂质，得到纯净燃气，所述合成气净化系统(200)主要由喷淋塔(201)和三级旋风分离器(202)构成，喷淋塔(201)入口连接热解气化炉(106)的气体出口(11)，出口连接第一级旋风分离器入口，所述喷淋塔(201)和第一级、第二级旋风分离器构成循环用水结构；
熔铝炉系统(300)，接所述合成气净化系统(200)的第三级旋风分离器的出口，以所述纯净燃气为燃料进行炼铝；所述熔铝炉系统(300)包括熔铝设备(304)，熔铝设备(304)顶部有主路管道(303)，侧面设置有燃烧枪(302)，燃烧枪(302)与增氧风机气包(305)以及合成气净化系统(200)的纯净燃气出口连接。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中，将分选出来的汽车拆解废物由带式上料机输送至进料机，然后通过进料机进入下吸式固定床热解气化反应器中进行热解、气化反应；热解气化产生的炉渣经过旋转炉排转动至炉体下部的炉渣收集区域，再经由旋转刮板机进入液封水冷区降温收集，热解气化产生的合成气进入炉体下半部分的负压区域由抽风机送至步骤2)；所述步骤2)中，合成气中包括粉尘颗粒、焦油在内的杂质通过喷淋塔得到有效去除，剩余的其他产物经过三级旋风分离器进一步去除合成气中混有的焦油和水之后送至步骤3)；所述步骤3)中，所述纯净燃气进入熔铝设备与空气混合进行燃烧用于炼铝，燃烧的温度控制在700℃以上。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，汽车拆解废物由反应器顶部进入，在下降过程中先经历干燥的过程，再在中温条件下发生热解气化反应，生成主要由氢气、一氧化碳、甲烷组成的可燃气体；热解气化炉下半部分为负压区域，生成的可燃气体从物料反应层穿过旋转炉排再从位于炉体下半部分中间侧边的区域送至步骤2)；通过转动炉排向下排出反应一段时间后堆积在炉排上的炉渣，使之掉入气化炉体下半部分的炉渣收集区域，该区域装有旋转刮板机进一步让炉渣落入炉体下部的液封水冷区进行降温，再通过刮板收集到运送车中，统一运往专门区域进行堆放。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热解气化炉(106)的反应温度为500-600℃。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃烧枪(302)与合成气净化系统(200)的纯净燃气出口连接处设置有阻火水封(301)。
CN202010027385.6A 2020-01-10 2020-01-10 汽车拆解废物热解气化制取燃气用于熔铝炉的系统与工艺 Active CN111187645B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010027385.6A CN111187645B (zh) 2020-01-10 2020-01-10 汽车拆解废物热解气化制取燃气用于熔铝炉的系统与工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010027385.6A CN111187645B (zh) 2020-01-10 2020-01-10 汽车拆解废物热解气化制取燃气用于熔铝炉的系统与工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111187645A CN111187645A (zh) 2020-05-22
CN111187645B true CN111187645B (zh) 2021-09-07

Family

ID=70706189

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010027385.6A Active CN111187645B (zh) 2020-01-10 2020-01-10 汽车拆解废物热解气化制取燃气用于熔铝炉的系统与工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111187645B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110094718A (zh) * 2019-05-28 2019-08-06 武汉武锅能源工程有限公司 一种燃用热解废焦的低尘烟气发生装置及方法
CN114276838A (zh) * 2021-12-28 2022-04-05 张文斌 一种碳中和对称结构固定床多段式生物质气化方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4226015C1 (de) * 1992-08-06 1994-01-13 Schwarze Pumpe Energiewerke Ag Verfahren zur Entsorgung von festen und flüssigen Abfallstoffen im Vergasungsprozeß bei der Festbettdruckvergasung
CN2723456Y (zh) * 2004-06-24 2005-09-07 广州贝龙环保热力设备股份有限公司 高效秸秆气化装置
CN2861161Y (zh) * 2005-03-16 2007-01-24 长春鹤达环保能源开发有限公司 生物质气化装置
CN201264984Y (zh) * 2008-07-22 2009-07-01 山东百川同创能源有限公司 生物质气化燃气发生炉
CN203582032U (zh) * 2013-11-25 2014-05-07 镇江市电站辅机厂有限公司 灰库卸料系统
CN104774650B (zh) * 2015-03-24 2017-01-04 浙江大学 具有焦油降解功能的u型固定床气化-催化反应装置
CN205803413U (zh) * 2016-01-25 2016-12-14 安徽虹源生物质有限公司 一种大型下吸式固定床生物质气化炉
CN205447762U (zh) * 2016-03-22 2016-08-10 江苏辰龙再生资源开发有限公司 垃圾气化炉对接熔铝炉系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN111187645A (zh) 2020-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101625165B1 (ko) 고온 및 대기압 하에서 바이오매스 가스화 아일랜드 공법
CN105737163B (zh) 基于解耦燃烧的生活垃圾低温热解系统及方法
CN111187645B (zh) 汽车拆解废物热解气化制取燃气用于熔铝炉的系统与工艺
CN106765142B (zh) 固体废弃物分级气化系统
CN112961695A (zh) 一种固体废弃物绝氧热解及高温熔融处理工艺及系统
CN110551550A (zh) 一种生活垃圾制rdf及高温热解气化处理工艺
CN106833690A (zh) 一种移动床固体废物分段式热解气化工艺及其系统
CN112161273A (zh) 一种生活垃圾无害化处理装置及方法
CN107202325B (zh) 回转式可控热解炭化窑
CN109355071B (zh) 城市生活垃圾处理方法及处理系统
CN112628745B (zh) 一种用于生活垃圾处理的梯度变温热解系统
CN108774548A (zh) 一种高温空气水蒸气气化系统及制取高品质合成气的方法
CN111205893A (zh) 一种基于立式固定床的汽车拆解废物热解气化装置和方法
CN112850644A (zh) 利用等离子体气化生活垃圾制备高纯氢气的装置及方法
CN112852490A (zh) 一种非均质有机固体废弃物的高效热解气化设备及方法
CN114276837A (zh) 一种生物质气化工艺
CN105444180B (zh) 一种垃圾气化锅炉及其应用方法
CN108929720B (zh) 一种自气化热解焦油气化炉
CN207552243U (zh) 一种生活垃圾资源化的系统
CN206514306U (zh) 固体废弃物分级气化系统
CN211060133U (zh) 一种熔浴床熔炼回收废旧金属原材料的环保装置
CN2167094Y (zh) 上下鼓风正压煤气发生炉
CN113732014A (zh) 一种生活垃圾清洁气化发电方法及其装置
CN111676065A (zh) 一种生物质与煤共气化系统及气化方法
CN209210727U (zh) 一种高温空气水蒸气气化系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant