CN111394114B - 一种基于自持阴燃的有机废弃物热解制油设备及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于废弃物处置相关技术领域，其公开了一种基于自持阴燃的有机废弃物热解制油设备及方法，设备包括物料输送组件、阴燃组件、冷凝分离组件及烟气净化组件，物料输送组件、阴燃组件、冷凝分离组件及烟气净化组件依次相连接；混合物料在阴燃组件内自上而下运动，并在运动过程中通过阴燃反应成为灰渣而排出，同时混合物料在阴燃组件中进行堆积的过程中被阴燃组件底部发生的阴燃反应产生的热量激发热解反应，产生的热解气随烟气自下而上运动至冷凝分离组件，冷凝分离组件及烟气净化组件用于对来自阴燃组件的烟气依次进行冷凝及净化，得到的净化烟气自设备排出。本发明耦合了阴燃和热解两种化学过程，降低了能耗，提高集成度。

Description

一种基于自持阴燃的有机废弃物热解制油设备及方法
技术领域
本发明属于废弃物处置相关技术领域，更具体地，涉及一种基于自持阴燃的有机物热解制油设备及方法。
背景技术
日常生活生产过程中产生大量的有机废弃物，包括农业废弃物(如秸秆)、城市生活垃圾(如餐厨垃圾、市政污染)、工业废弃物(如油渣)等，如何高效科学的处置如上有机废弃物，并实现回收利用是目前废弃物处置领域的关键点。有机废弃物中的有机部分往往是这些废弃物组分中体积占比大、自然分解困难、能量赋存高、携带虫卵病菌等危害物质的部分，同时有挥发分含量高、水含量大、热值低的特点。
传统的热处理方法如热解可以将有机部分通过热分解的方法(通常在500℃左右)转化为热解油和热解焦，从而实现产物的能源化利用，然而传统的热解需要外部持续提供热源，尤其是对于热值较低的有机废弃物，转化过程能耗过高，得不偿失。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于自持阴燃的有机废弃物热解制油设备及方法，其耦合了阴燃和热解两种化学过程，兼具阴燃可以针对低热值有机物实现低能耗自持续反应，以及热解可以实现有机物高效分解和能源化再利用的双重优点。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于自持阴燃的有机废弃物热解制油设备，所述设备包括物料输送组件、阴燃组件、冷凝分离组件及烟气净化组件，所述物料输送组件、所述阴燃组件、所述冷凝分离组件及所述烟气净化组件依次相连接；混合物料在所述阴燃组件内自上而下运动，并在运动过程中通过阴燃反应成为灰渣而排出，同时所述混合物料在所述阴燃组件中进行堆积的过程中被所述阴燃组件底部发生的阴燃反应产生的热量激发热解反应，产生的热解气随烟气自下而上运动至所述冷凝分离组件，所述冷凝分离组件及所述烟气净化组件用于对来自所述阴燃组件的所述烟气依次进行冷凝及净化，得到的净化烟气自所述设备排出。
进一步地，所述物料输送组件包括原料输送装置、物料输送装置、破碎研磨仓、搅拌料仓及物料输送管，所述原料输送装置连接于所述破碎研磨仓的一侧，所述物料输送装置相背的两侧分别连接所述破碎研磨仓及所述搅拌料仓，所述物料输送管的一端连接于所述搅拌料仓，另一端连接于所述阴燃组件；所述破碎研磨仓用于对来自所述物料输送装置的有机废弃物进行破碎以使所述有机废弃物的粒径小于等于0.2mm；所述搅拌料仓用于将经过破碎的有机废弃物颗粒流与粒径为1mm的沙子均匀混合。
进一步地，所述阴燃组件包括物料均布器、阴燃炉体、电加热网、均布布风器、进风通道、积灰漏斗、积灰室及排灰装置，所述物料均布器设置在所述阴燃炉体内，且位于所述阴燃炉体的顶部；所述物料均布器连接于所述物料输送管；所述阴燃炉体邻近所述物料均布器的部位设置有出气口，所述出气口连接于所述冷凝分离组件；
所述电加热网及所述均布布风器依次设置在所述阴燃炉体远离所述物料均布器的一端；所述阴燃炉体邻近所述均布布风器的一端设置有进风通道；所述积灰漏斗的喇叭口连接于所述阴燃炉体，另一端连接于所述积灰室，所述排灰装置连接于所述积灰室。
进一步地，所述电加热网用于所述阴燃炉体的起炉点火。
进一步地，所述阴燃炉体是由保温炉壁围成的桶状体。
进一步地，所述冷凝分离组件包括多个冷凝分离器、多个收集器及烟气管道，多个所述冷凝分离器通过所述烟气管道串联，且分别与多个所述收集器相连接；所述烟气通道的两端分别连接所述出气口及所述烟气净化组件。
进一步地，多个所述冷凝分离器的数量与多个所述收集器的数量相等，均为3个。
进一步地，所述烟气净化组件包括烟气净化装置及烟气出口，所述烟气净化装置连接于所述烟气管道，所述烟气出口设置在所述烟气净化装置上。
按照本发明的另一个方面，提供了一种基于自持阴燃的有机废弃物热解制油方法，所述方法主要包括以下步骤：该方法包括以下步骤：首先，提供如上所述的基于自持阴燃的有机废弃物热解制油设备，之后，采用所述设备对有机废弃物进行热解制油。
进一步地，所述设备内的热化学过程为300℃～500℃的低温热解过程。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，本发明提供的基于自持阴燃的有机废弃物热解制油设备及方法主要具有以下有益效果：
1.混合物料在所述阴燃组件内自上而下运动，并在运动过程中通过阴燃反应成为灰渣而排出，同时所述混合物料在所述阴燃组件中进行堆积的过程中被所述阴燃组件底部发生的阴燃反应产生的热量激发热解反应，由此耦合了阴燃和热解两种化学过程，兼具阴燃可以针对低热值有机物实现低能耗自持续反应，以及热解可以实现有机物高效分解和能源化再利用的双重优点。
2.所述电加热网用于所述阴燃炉体的起炉点火，无需长期开启，降低了能耗，可以实现连续运行。
3.所述设备内的热化学过程为300℃～500℃的低温热解过程，所需温度较低，容易实现，适用性较好。
4.多个所述冷凝分离器通过所述烟气管道串联，通过控制循环冷却介质，实现冷却温度的控制，且通过阶梯温度控制，实现了针对不同热解烟气的冷凝收集。
附图说明
图1是本发明提供的基于自持阴燃的有机废弃物热解制油设备的示意图。
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-原料输送装置，2-破碎研磨仓，3-物料输送装置，4-搅拌料仓，5-物料输送管，6-物料均布器，7-阴燃炉体，8-电加热网，9-均布布风器，10-进风通道，11-积灰漏斗，12-积灰室，13-排灰装置，14-冷凝分离器，15-收集器，16-烟气管道，17-烟气净化装置，18-烟气出口。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
请参阅图1，本发明提供的自持阴燃的有机废弃物热解制油设备，所述设备包括物料输送组件、阴燃组件、冷凝分离组件及烟气净化组件，所述物料输送组件、所述阴燃组件、所述冷凝分离组件及所述烟气净化组件依次相连接；混合物料在所述阴燃组件内自上而下运动，并在运动过程中通过阴燃反应成为灰渣而排出，同时所述混合物料在所述阴燃组件中进行堆积的过程中被所述阴燃组件底部发生的阴燃反应产生的热量激发热解反应，产生的热解气随烟气自下而上运动至所述冷凝分离组件，继而所述烟气依次经所述冷凝分离组件及所述烟气净化组件进行冷凝及净化，得到的净化烟气自所述设备排出。
所述物料输送组件包括原料输送装置1、物料输送装置3、破碎研磨仓2、搅拌料仓4及物料输送管5，所述原料输送装置1连接于所述破碎研磨仓2的一侧，所述物料输送装置3相背的两侧分别连接所述破碎研磨仓2及所述搅拌料仓4，所述物料输送管5的一端连接于所述搅拌料仓4，另一端连接于所述阴燃组件。
所述阴燃组件包括物料均布器6、阴燃炉体7、电加热网8、均布布风器9、进风通道10、积灰漏斗11、积灰室12及排灰装置13，所述物料均布器6设置在所述阴燃炉体7内，且位于所述阴燃炉体7的顶部。本实施方式中，所述物料均布器6连接于所述物料输送管5；所述阴燃炉体7呈筒状，其邻近所述物料均布器6的部位设置有出气口，所述出气口连接于所述冷凝分离组件。
所述电加热网8及所述均布布风器9依次设置在所述阴燃炉体7远离所述物料均布器6的一端。所述阴燃炉体7邻近所述均布布风器9的一端设置有进风通道10。所述积灰漏斗11的喇叭口连接于所述阴燃炉体7，另一端连接于所述积灰室12，所述排灰装置13连接于所述积灰室12。
所述冷凝分离组件包括多个冷凝分离器14、多个收集器15及烟气管道16，多个所述冷凝分离器14通过所述烟气管道16串联，且分别与多个所述收集器15相连接。所述烟气通道16的两端分别连接所述出气口及所述烟气净化组件。本实施方式中，多个所述冷凝分离器14的数量与多个所述收集器15的数量相等，均为3个。
所述烟气净化组件包括烟气净化装置17及烟气出口18，所述烟气净化装置17连接于所述烟气管道16，所述烟气出口18设置在所述烟气净化装置17上。
本实施方式中，原料为有机废弃物；所述破碎研磨仓2用于将物料的粒径破碎至0.2mm以下；所述搅拌料仓4用于将经破碎处理后的原料与1mm粒径的沙子均匀混合；所述阴燃炉体7是由保温炉壁围成的桶状体；多个冷凝分离器串联设置，通过控制循环冷却介质，实现冷却温度的控制，且通过阶梯温度控制，实现了针对不同热解烟气的冷凝收集。
本实施方式中，所述设备的热化学过程为在300℃～500℃左右的低温热解过程，反应过程可实现低温空气气氛、强氧化过程情况下的自持续供热低温热解，即热解反应所需热量为底层物料氧化反应所产生并向上传播得来的；所述电加热网8主要用于设备的起炉点火，无需长期开启，降低了能耗，且可以实现连续运行。
本发明还提供了一种基于自持阴燃的有机废弃物热解制油方法，所述方法主要包括以下步骤：
(1)提供如上所述的基于自持阴燃的有机废弃物热解制油设备。
(2)所述原料输送装置1将有机废弃物输送至所述破碎研磨仓2，所述破碎研磨仓2将所述有机废弃物的粒径破碎至0.2mm以下后传输给所述物料输送装置3，并经由所述物料输送装置3传输给所述搅拌料仓4。
(3)所述搅拌料仓4将经过破碎的有机废弃物与粒径为1mm的沙子均匀混合，且搅拌好的混合物料经由所述物料输送管5传输给所述物料均布器6。
(4)所述混合物料经由所述物料均布器6进入所述阴燃炉体7，所述混合物料进入所述阴燃炉体7后沿所述阴燃炉体7的长度方向自上向下逐步运动至所述阴燃炉体7的底部，所述混合物料在运动过程中通过阴燃反应成为灰渣，灰渣通过所述电加热网8及所述均布布风器9的间隙后，落入所述积灰漏斗11中，并通过所述排灰装置13自所述阴燃组件排出；同时，所述混合物料在所述阴燃炉体7中进行堆积的过程中被所述阴燃炉体7底部发生的阴燃反应产生的热量激发热解反应，产生的热解气随烟气由下向上运动至所述出气口，继而进入所述冷凝分离器14，三个所述冷凝分离器14用于进行不同阶段恒定温度下烟气的冷凝收集，烟气中冷凝下来的组分(油)在重力作用下进入下方的收集器15中。
(5)通过所述冷凝分离器的烟气通过所述烟气管道16进入所述烟气净化装置17，所述烟气净化装置17脱除所述烟气中剩余的有毒有害气体，经过净化后的烟气最后通过所述烟气出口18排出。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而己，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于自持阴燃的有机废弃物热解制油设备，其特征在于：
所述设备包括物料输送组件、阴燃组件、冷凝分离组件及烟气净化组件，所述物料输送组件、所述阴燃组件、所述冷凝分离组件及所述烟气净化组件依次相连接；混合物料在所述阴燃组件内自上而下运动，并在运动过程中通过阴燃反应成为灰渣而排出，同时所述混合物料在所述阴燃组件中进行堆积的过程中被所述阴燃组件底部发生的阴燃反应产生的热量激发热解反应，产生的热解气随烟气自下而上运动至所述冷凝分离组件，所述冷凝分离组件及所述烟气净化组件用于对来自所述阴燃组件的所述烟气依次进行冷凝及净化，得到的净化烟气自所述设备排出；
所述设备内的热化学过程为大于等于300℃且小于500℃的低温热解过程；
所述冷凝分离组件包括多个冷凝分离器、多个收集器及烟气管道，多个所述冷凝分离器通过所述烟气管道串联，且分别与多个所述收集器相连接；所述烟气管道的两端分别连接阴燃组件的出气口及所述烟气净化组件；多个冷凝分离器用于进行不同阶段恒定温度下烟气的冷凝收集。
2.如权利要求1所述的基于自持阴燃的有机废弃物热解制油设备，其特征在于：所述物料输送组件包括原料输送装置、物料输送装置、破碎研磨仓、搅拌料仓及物料输送管，所述原料输送装置连接于所述破碎研磨仓的一侧，所述物料输送装置相背的两侧分别连接所述破碎研磨仓及所述搅拌料仓，所述物料输送管的一端连接于所述搅拌料仓，另一端连接于所述阴燃组件；所述破碎研磨仓用于对来自所述物料输送装置的有机废弃物进行破碎以使所述有机废弃物的粒径小于等于0.2mm；所述搅拌料仓用于将经过破碎的有机废弃物颗粒流与粒径为1mm的沙子均匀混合。
3.如权利要求2所述的基于自持阴燃的有机废弃物热解制油设备，其特征在于：所述阴燃组件包括物料均布器、阴燃炉体、电加热网、均布布风器、进风通道、积灰漏斗、积灰室及排灰装置，所述物料均布器设置在所述阴燃炉体内，且位于所述阴燃炉体的顶部；所述物料均布器连接于所述物料输送管；所述阴燃炉体邻近所述物料均布器的部位设置有出气口，所述出气口连接于所述冷凝分离组件；
所述电加热网及所述均布布风器依次设置在所述阴燃炉体远离所述物料均布器的一端；所述阴燃炉体邻近所述均布布风器的一端设置有进风通道；所述积灰漏斗的喇叭口连接于所述阴燃炉体，另一端连接于所述积灰室，所述排灰装置连接于所述积灰室。
4.如权利要求3所述的基于自持阴燃的有机废弃物热解制油设备，其特征在于：所述电加热网用于所述阴燃炉体的起炉点火。
5.如权利要求3所述的基于自持阴燃的有机废弃物热解制油设备，其特征在于：所述阴燃炉体是由保温炉壁围成的桶状体。
6.如权利要求1所述的基于自持阴燃的有机废弃物热解制油设备，其特征在于：多个所述冷凝分离器的数量与多个所述收集器的数量相等，均为3个。
7.如权利要求1所述的基于自持阴燃的有机废弃物热解制油设备，其特征在于：所述烟气净化组件包括烟气净化装置及烟气出口，所述烟气净化装置连接于所述烟气管道，所述烟气出口设置在所述烟气净化装置上。
8.一种基于自持阴燃的有机废弃物热解制油方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：首先，提供权利要求1-7任一项所述的基于自持阴燃的有机废弃物热解制油设备，之后，采用所述设备对有机废弃物进行热解制油。
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