CN111778055A - 有机固废热解系统和热解方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了有机固废热解系统和热解方法。其中热解系统包括干燥装置、热解装置和燃烧装置，干燥装置具有原料入口、干燥产物出口、干燥热风入口和低温热风出口；热解装置包括内筒体和外筒体，内筒体具有半焦出口、热解油气出口和多个沿内筒体长度方向间隔布置的干燥产物入口，干燥产物入口与干燥产物出口相连；外筒体套设在内筒体上且外筒体与内筒体之间形成密封空腔，外筒体具有高温烟气入口和中温烟气出口，中温烟气出口与干燥热风入口相连；燃烧装置具有与热解油气出口相连的热解油气入口和与高温烟气入口相连的高温烟气出口。采用该系统可以简便有效地解决热解装置中颗粒料热解挥发分的释放速率以及燃烧装置内燃烧工况不稳定的问题。
Description
技术领域
本发明属于有机固废领域，具体而言，涉及有机固废热解系统和热解方法。
背景技术
资源与环境是21世纪的两大主题，城市有机固废处理是这两大主题中的重要课题。随着人们环境资源意识的增强以及各国政府对有机固废处理技术标准的提高，传统有机固废的处理方法(主要是填埋、堆肥、焚烧三种技术)日益显示出其缺陷，例如有机固废填埋占用大片土地，堆肥法处理量小、效率低，焚烧法容易产生二次污染，特别是二噁英(Dioxins)的污染问题等，使其在工业应用方面受到阻碍。有机固废热解技术具有二次污染小，无害化彻底，资源化程度高的特点，是处理有机固废的重要技术之一，正引起世界各国研究者的广泛重视。有机固废的热解是指在没有氧化剂的条件下高温加热，通过热化学反应将有机固废中的有机大分子裂解成小分子的燃料物质(炭黑、燃料气、燃料油)的热化学转化技术。近年来，对固体废弃物进行热解处理的技术研究和工艺应用越来越多，且国家的政策方面对固体废弃物采用热解处理工艺也提供了政策支持。相较于固体废弃物焚烧需要一定的规模效益以实现对外供热、供电，固体废弃物热解工艺还具有装置处理固体废弃物规模灵活的优点，因此特别适用于一些中小城市、城镇等的固体废弃物的热处理。
其中，有机固废外热式回转窑热解炉系统可以由干燥机和热解炉组成，其中热解炉可以为双层炉，内腔中进行有机固废热裂解，外腔中进行可燃气燃烧以便为有机固废裂解提供热量。有机固废首先进入干燥机，被烟气干燥后送至回转窑内热裂解，有机固废裂解产生的可燃气可回用至热解炉燃烧为有机固废裂解提供热量，可燃气燃烧后产生的烟气随后被送至干燥机内，经过冷却后的热烟气随后进入烟气净化系统，尾气经处理后达标排放。回转窑式热解反应器具有处理量大、操作简便、运行工况稳定的特点。然而，由于回转窑热解反应器内有机固废受热热解过程为一慢速热解过程，通常为保证热解完全，需要确保有机固废在回转窑内的停留时间为40min左右，并据此确定回转窑炉体的长度；并且，由于回转窑内有机固废物料的颗粒粒径通常较大，因此，单位质量的有机固废，其在回转窑热解反应器内的热解挥发分(热解焦油+热解气+热解水)的释放速率(m3/(kg·s))是一个从0开始缓慢攀升到最高值，而后缓慢降低到一渐平线的高斯分布的过程，表观上来看，整个热解器的热解挥发分的产生量是一股一股的(即热解速率和热解产物释放率的峰值是间隔出现的，而不是恒定不变的，如说明书附图3所示)。对于以热解挥发分的燃烧生成高温烟气为内腔提供热解所需热量的热解反应器来讲，这一热解挥发分释放速率的特点，极易造成外腔内燃烧工况不稳定、熄火、温度不均、压力波动等问题，对整个热解系统的稳定运行产生不利的影响。因此，迫切需要一种方法确保热解挥发分稳定释放并确保有机固废热解过程稳定、长周期运行。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出有机固废热解系统和热解方法。采用该有机固废热解系统可以简便、有效地解决热解装置中大颗粒有机固废热解挥发分的释放速率不稳定问题以及燃烧装置内压力波动大、温度不均、易熄火等燃烧工况不稳定的问题，确保整个热解工艺高效、稳定的运行。
本发明是基于以下问题和发现提出的：
为确保热解挥发分稳定释放并确保有机固废热解过程稳定、长周期运行，人们易于想到的办法是通过外部的控制手段，即以一可编程控制器智能调节热解挥发分回收系统压力稳定。但是，由于有机固废组成变动幅度较大，且热解挥发分温度较高且含有焦油等，使用监测热解挥发分的压力监测并控制阀门开度的方法并不易于实现，且操作复杂，实际效果并不理想，难以起到稳定热解挥发分释放的目的；并且，由于热解挥发分释放速率不稳定的问题，反过来也会影响热解油气燃烧为热解处理供热的稳定性，形成恶性循环。申请人设想，可以结合有机固废的热解挥发分的释放速率随时间变化特点，通过回转窑有机固废的进料口的特殊设计，来确保整个热解反应器的热解挥发分释放速率稳定，进而确保外腔内燃烧器的燃烧稳定，显著改善压力波动。
为此，根据本发明的第一个方面，本发明提出一种有机固废热解系统。根据本发明的实施例，该系统包括：
干燥装置，所述干燥装置具有原料入口、干燥产物出口、干燥热风入口和低温热风出口；
热解装置，所述热解装置包括内筒体和外筒体，所述内筒体具有半焦出口、热解油气出口和多个沿所述内筒体长度方向间隔布置的干燥产物入口，所述干燥产物入口与所述干燥产物出口相连；所述外筒体套设在所述内筒体上且所述外筒体与所述内筒体之间形成密封空腔，所述外筒体具有高温烟气入口和中温烟气出口，所述中温烟气出口与所述干燥热风入口相连；
燃烧装置，所述燃烧装置具有热解油气入口和高温烟气出口，所述热解油气入口与所述热解油气出口相连，所述高温烟气出口与所述高温烟气入口相连。
根据本发明上述实施例的有机固废热解系统，发明人结合大颗粒有机固废在热解装置中热解挥发分的释放速率随时间变化的特点(高斯分布)，将热解装置中有机固废的进料口进行特殊设计来实现有机固废热解工艺的稳定运行，其中，相邻两个干燥产物入口之间的间隔距离可以由热解装置中有机固废干燥产物热解挥发分释放速率随时间变化的周期、相邻两个周期的峰值间隔时间、有机固废干燥产物在内筒体内的输送速度来确定，使整个热解装置中热解挥发分释放速率随时间变化的曲线是各进料口的有机固废的热解挥发分释放速率的叠加，由此可以利用同一时间内由不同加料口加入的有机固废热解挥发分释放速率较高的部分弥补释放速率较低的部分，避免有机固废热解挥发分的释放速率产生较大的波动，从而确保整个热解系统热解挥发分释放速率稳定。综上，采用该有机固废热解系统可以简便、有效地解决热解装置中大颗粒有机固废热解挥发分的释放速率不稳定问题以及燃烧装置内压力波动大、温度不均、易熄火等燃烧工况不稳定的问题，确保整个热解工艺高效、稳定的运行。
另外，根据本发明上述实施例的有机固废热解系统还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述干燥热风入口邻近所述干燥产物出口布置，所述低温热风出口邻近所述原料入口布置。
在本发明的一些实施例中，所述干燥装置为直接接触式干燥装置或间接式干燥装置。
在本发明的一些实施例中，基于所述热解装置中有机固废干燥产物热解挥发分释放速率随时间变化的周期、相邻两个所述周期的峰值间隔时间、有机固废干燥产物在所述内筒体内的输送速度，相邻两个所述干燥产物入口之间的间隔距离与所述间隔时间和所述输送速度乘积的比值分别独立地为0.4～0.6。
在本发明的一些实施例中，相邻两个所述干燥产物入口之间的间隔距离与所述间隔时间和所述输送速度乘积的比值分别独立地为0.5。
在本发明的一些实施例中，多个所述干燥产物入口设在所述内筒体进料端至所述内筒体中心位置之间的区域内。
在本发明的一些实施例中，所述热解装置进一步包括送料管，所述送料管穿入所述内筒体内并沿所述内筒体的长度方向延伸，多个所述干燥产物入口设在所述送料管上并沿所述送料管的长度方向间隔布置。
在本发明的一些实施例中，所述高温烟气入口设在所述外筒体上靠近所述半焦出口的一端，所述中温烟气出口设在所述外筒体上靠近所述干燥产物入口的一端。
在本发明的一些实施例中，所述内筒体可旋转设置。
在本发明的一些实施例中，有机固废热解系统进一步包括：尾气净化装置，所述尾气净化装置具有低温热风入口和净化气出口，所述低温热风入口与所述低温热风出口相连。
根据本发明的第二个方面，本发明提出一种利用上述有机固废热解系统实施有机固废热解的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：
(1)将有机固废原料供给至所述干燥装置中进行干燥处理，以便得到有机固废干燥产物；
(2)将所述有机固废干燥产物分别同时从多个沿所述热解装置内筒体长度方向间隔布置的干燥产物入口供给至所述的内筒体中进行热解处理，以便得到热解油气和半焦；
(3)将所述热解油气供给至所述燃烧装置进行燃烧，以便得到高温烟气，
其中，将所述高温烟气供给至所述热解装置外筒体中作为热源，并将得到的中温烟气供给至所述干燥装置中作为干燥热风。
根据本发明上述实施例的有机固废热解的方法，发明人结合大颗粒有机固废在热解装置中热解挥发分的释放速率随时间变化的特点(高斯分布)，在热解装置中采用多个有机固废进料口进料的方式来实现有机固废热解工艺的稳定运行，其中，相邻两个干燥产物入口之间的间隔距离可以由热解装置中有机固废干燥产物热解挥发分释放速率随时间变化的周期、相邻两个周期的峰值间隔时间、有机固废干燥产物在内筒体内的输送速度来确定，使整个热解装置中热解挥发分释放速率随时间变化的曲线是各进料口的有机固废的热解挥发分释放速率的叠加，由此可以利用同一时间内由不同加料口加入的有机固废热解挥发分释放速率较高的部分弥补释放速率较低的部分，避免有机固废热解挥发分的释放速率产生较大的波动，从而确保整个热解系统热解挥发分释放速率稳定。综上，该方法可以简便、有效地解决热解装置中大颗粒有机固废热解挥发分的释放速率不稳定问题以及燃烧装置内压力波动大、温度不均、易熄火等燃烧工况不稳定的问题，确保整个热解工艺高效、稳定的运行。
在本发明的一些实施例中，步骤(1)中，所述干燥处理为直接接触式干燥或间接式干燥。
在本发明的一些实施例中，利用所述干燥热风对所述有机固废原料进行逆向干燥。
在本发明的一些实施例中，步骤(2)中，所述有机固废干燥产物的粒径不低于7cm。
在本发明的一些实施例中，步骤(2)中，基于所述热解装置中有机固废干燥产物热解挥发分释放速率随时间变化的周期、相邻两个所述周期的峰值间隔时间、有机固废干燥产物在所述内筒体内的输送速度确定相邻两个所述干燥产物入口之间的间隔距离。
在本发明的一些实施例中，步骤(2)中，利用所述送料管将所述有机固废干燥产物分别同时从多个所述干燥产物入口供给至所述内筒体中。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的有机固废热解系统的结构示意图。
图2是根据本发明再一个实施例的有机固废热解系统的结构示意图。
图3是只具有一个进料口的回转窑热解反应装置中有机固废热解挥发分的总释放速率在观测时间内随时间变化的示意图。
图4是根据本发明一个实施例的由三个不同干燥产物入口加入热解装置的有机固废干燥产物从开始热解至出料过程中的热解挥发分的释放速率示意图(其中三条曲线分别对应三个不同干燥产物入口加入的有机固废干燥产物)。
图5是根据本发明一个实施例的由三个不同干燥产物入口加入热解装置的有机固废干燥产物从开始热解至出料过程中的热解挥发分释放速率叠加后的示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
根据本发明的第一个方面，本发明提出一种有机固废热解系统。根据本发明的实施例，如图1所示，该系统包括：干燥装置100、热解装置200和燃烧装置300。其中，干燥装置100具有原料入口110、干燥产物出口120、干燥热风入口130和低温热风出口140；热解装置包括内筒体210和外筒体220，内筒体210具有半焦出口211、热解油气出口212和多个沿内筒体210长度方向间隔布置的干燥产物入口213，干燥产物入口213与干燥产物出口120相连；外筒体220套设在内筒体210上且外筒体220与内筒体210之间形成密封空腔，外筒体220具有高温烟气入口221和中温烟气出口222，中温烟气出口222与干燥热风入口130相连；燃烧装置300具有热解油气入口310和高温烟气出口320，热解油气入口310与热解油气出口212相连，高温烟气出口320与高温烟气入口221相连。采用该有机固废热解系统可以简便、有效地解决热解装置中大颗粒有机固废热解挥发分的释放速率不稳定问题以及燃烧装置内压力波动大、温度不均、易熄火等燃烧工况不稳定的问题，确保整个热解工艺高效、稳定的运行。
下面参考图1～5对本发明上述实施例的有机固废热解系统进行详细描述。
干燥装置100
根据本发明的一个具体实施例，干燥热风入口130可以邻近干燥产物出口120布置，低温热风出口140可以邻近原料入口110布置，由此可以利用干燥热风对有机固废原料进行逆向干燥，从而能够进一步提高干燥效果以及干燥热风的利用率。
根据本发明的再一个具体实施例，干燥装置100可以为直接接触式干燥装置或间接式干燥装置，由此可以利用干燥热风直接或间接干燥有机固废原料。其中，间接式干燥装置可以为间壁式干燥装置等，采用间接式干燥装置可以避免干燥热风直接与有机固废原料接触，从而降低后续对低温热风进行净化处理的难度。
热解装置200
根据本发明的一个具体实施例，相邻两个干燥产物入口213之间的间隔距离可以由热解装置200中有机固废干燥产物热解挥发分释放速率随时间变化的周期、相邻两个周期的峰值间隔时间、有机固废干燥产物在内筒体内的输送速度来确定，其中有机固废干燥产物热解挥发分释放速率随时间变化的周期还与有机固废干燥产物的颗粒粒径有关。由于颗粒有机固废的热解挥发分的释放特性，单位质量的有机固废干燥产物热解挥发分释放速率随热解时间的延长是呈高斯分布的，并且在有机固废干燥产物组分稳定及粒径稳定，以及有机固废干燥产物的加料速度和在内筒体内的输送速度稳定的情况下，随着干燥产物的不断输入，热解装置中有机固废干燥产物热解挥发分释放速率随时间延长也是呈周期性变化的(参考图3所示)，例如，由每一个干燥产物入口加入的有机固废的热解挥发分释放速率均以高斯分布形式释放，其中由沿内筒体长度方向间隔分布的三个干燥产物入口分别加入的有机固废的热解挥发分的释放速率从开始热解至出料过程中随时间变化的曲线如图4所示，由于整个热解装置的热解挥发分释放速率随时间变化的曲线是各进料口的有机固废的热解挥发分释放速率的叠加(图5所示)，因此，整个热解装置的热解挥发分释放速率随时间变化的曲线也会发生如图5所示的变化，即整个热解装置中热解挥发分的释放速率已由图3所示的一股一股而趋于稳定。由此，根据热解装置中有机固废干燥产物热解挥发分释放速率随时间变化相邻两个周期的峰值间隔时间和有机固废干燥产物在内筒体内的输送速度可以确定当有机挥发分释放速率达到最大值和达到最小值时有机固废干燥产物在内筒体内的输送距离，进而可以选择合适的加料距离同时加料，使不同加料口加入的有机固废干燥产物在同一时间内由热解挥发分释放速率较高的部分弥补释放速率较低的部分，避免有机固废热解挥发分的释放速率产生较大的波动，从而确保整个热解系统热解挥发分释放速率稳定。
进一步地，本发明中相邻两个干燥产物入口213之间的间隔距离并不受特别限制，只需要实现以多个有机固废干燥产物入口的有机固废的热解挥发分释放速率的叠加来实现整个热解装置热解挥发分的释放速率稳定即可。例如，基于热解装置200中有机固废干燥产物热解挥发分释放速率随时间变化的周期、相邻两个周期的峰值间隔时间(假设为t)、有机固废干燥产物在内筒体内的输送速度(假设为v)，相邻两个干燥产物入口213之间的间隔距离(假设为d)与间隔时间和输送速度乘积的比值(即d/vt)可以分别独立地为0.4～0.6，由此可以使热解装置中每一时间点对应的热解挥发分释放速率均为热解挥发分释放速率较高的部分与释放速率较低的部分的叠加，从而显著降低热解挥发分释放速率最大值和最小值间的差值，有效地解决热解装置中大颗粒有机固废热解挥发分的释放速率不稳定问题以及燃烧装置内压力波动大、温度不均、易熄火等燃烧工况不稳定的问题，确保整个热解工艺高效、稳定的运行。再例如，相邻两个干燥产物入口之间的间隔距离与间隔时间和输送速度乘积的比值(即d/vt)可以分别独立地为0.5，由此可以使热解装置中热解挥发分释放速率的最大值和释放速率最小值叠加，从而能够进一步降低热解装置中有机固废热解挥发分的释放速率的波动范围，确保整个热解工艺高效、稳定的运行。
根据本发明的再一个具体实施例，多个干燥产物入口213可以设在内筒体210进料端至内筒体210中心位置之间的区域内，由此一方面可以避免干燥产物入口处温度过高，另一方面还可以使有机固废干燥产物在干燥装置中具有更长的停留时间。
根据本发明的又一个具体实施例，如图1或2所示，热解装置200可以进一步包括送料管230，送料管230穿入内筒体210内并沿内筒体210的长度方向延伸，多个干燥产物入口213设在送料管230上并沿送料管230的长度方向间隔布置。由此通过调节熟料管的长度及熟料管上的出料口位置，可以更灵活的调节干燥产物入口的个数以及相邻两个干燥产物入口之间的间隔长度。
根据本发明的又一个具体实施例，高温烟气入口221可以设在外筒体220上靠近半焦出口211的一端，中温烟气出口可以设在外筒220上靠近干燥产物入口213的一端。由此可以利用高温烟气对有机固废干燥产物进行逆向加热，由此可以进一步提高有机固废的热解效果以及高温烟气的利用率。
根据本发明的又一个具体实施例，热解油气出口可以设在内筒体210上靠近半焦出口211的一端，由此可以进一步提高供给至燃烧装置的热解油气的温度，进而能够进一步确保燃烧装置的稳定性。
根据本发明的又一个具体实施例，内筒体210可以为可旋转设置，例如内筒体210可以为回转筒体，由此可以使有机固废干燥产物在内筒体内翻转，从而更有利于提高有机固废的热解效果及输送。
根据本发明的又一个具体实施例，本发明中有机固废热解系统是针对颗粒状的有机固废提出的，其中有机固废干燥产物的粒径可以不低于7cm。需要说明的是，本发明中所述的“大颗粒”是针对粉状物料而言的，并不特指颗粒的粒径范围。
根据本发明的又一个具体实施例，从多个有机固废干燥产物入口进行加料时，是将相同时间内需要供给至干燥装置中的干燥产物均分为多份并从多个有机固废干燥产物入口分别加入。
根据本发明的又一个具体实施例，本发明是结合有机固废热解挥发分的释放速率的特点来进行多个干燥产物入口的设置，其中，热解装置200中有机固废干燥产物入口213的个数并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如，有机固废干燥产物入口213可以为2个、3个、4个、5个、6个或更多，其目的均是以各个有机固废干燥产物入口的有机固废的热解挥发分释放速率的叠加来实现整个热解反应器的热解挥发分的释放速率稳定的目的。
燃烧装置300
根据本发明的实施例，热解油气在燃烧过程中会产生二噁英，通过单独设立燃烧装置对热解油气进行燃烧，可以延长高温烟气在燃烧装置高温环境下的停留时间，进而可以有效除去高温烟气中的二噁英，避免二噁英对空气造成污染。
根据本发明的一个具体实施例，如图2所示，燃烧装置300上可以进一步包括燃气入口330，由此当热解油气不足以为热解装置供热时还可以进一步结合燃气燃烧为热解供热，由此可以进一步提高热解过程的稳定性。
根据本发明的再一个具体实施例，如图2所示，有机固废热解系统可以进一步包括尾气净化装置400，尾气净化装置400可以具有低温热风入口410和净化气出口420，低温热风入口410与低温热风出口140相连。由此可以利用净化装置对有机固废热解工艺产生的尾气进行净化，从而显著降低尾气对环境的污染。
根据本发明的一个具体实施例，有机固废热解系统可以进一步包括有机固废原料存储装置，由此可以对有机固废原料进行接收和存储。
根据本发明上述实施例的有机固废热解系统，发明人结合大颗粒有机固废在热解装置中热解挥发分的释放速率随时间变化的特点(高斯分布)，将热解装置中有机固废的进料口进行特殊设计来实现有机固废热解工艺的稳定运行，其中，相邻两个干燥产物入口之间的间隔距离可以由热解装置中有机固废干燥产物热解挥发分释放速率随时间变化的周期、相邻两个周期的峰值间隔时间、有机固废干燥产物在内筒体内的输送速度来确定，使整个热解装置中热解挥发分释放速率随时间变化的曲线是各进料口的有机固废的热解挥发分释放速率的叠加，由此可以利用同一时间内由不同加料口加入的有机固废热解挥发分释放速率较高的部分弥补释放速率较低的部分，避免有机固废热解挥发分的释放速率产生较大的波动，从而确保整个热解系统热解挥发分释放速率稳定。综上，采用该有机固废热解系统可以简便、有效地解决热解装置中大颗粒有机固废热解挥发分的释放速率不稳定问题以及燃烧装置内压力波动大、温度不均、易熄火等燃烧工况不稳定的问题，确保整个热解工艺高效、稳定的运行。
根据本发明的第二个方面，本发明提出一种利用上述有机固废热解系统实施有机固废热解的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：(1)将有机固废原料供给至干燥装置中进行干燥处理，以便得到有机固废干燥产物；(2)将有机固废干燥产物分别同时从多个沿热解装置内筒体长度方向间隔布置的干燥产物入口供给至的内筒体中进行热解处理，以便得到热解油气和半焦；(3)将热解油气供给至燃烧装置进行燃烧，以便得到高温烟气，其中，将高温烟气供给至热解装置外筒体中作为热源，并将得到的中温烟气供给至干燥装置中作为干燥热风。该方法可以简便、有效地解决热解装置中大颗粒有机固废热解挥发分的释放速率不稳定问题以及燃烧装置内压力波动大、温度不均、易熄火等燃烧工况不稳定的问题，确保整个热解工艺高效、稳定的运行。
根据本发明的一个具体实施例，步骤(1)中，干燥处理可以为直接接触式干燥或间接式干燥，由此可以利用干燥热风直接或间接干燥有机固废原料。
根据本发明的再一个具体实施例，可以利用干燥热风对有机固废原料进行逆向干燥，由此可以进一步提高干燥效果以及干燥热风的利用率。
根据本发明的又一个具体实施例，步骤(2)中，有机固废干燥产物的粒径可以不低于7cm。
根据本发明的又一个具体实施例，步骤(2)中，可以基于热解装置中有机固废干燥产物热解挥发分释放速率随时间变化的周期、相邻两个周期的峰值间隔时间(假设为t)、有机固废干燥产物在内筒体内的输送速度(假设为v)确定相邻两个干燥产物入口之间的间隔距离(假设为d)，其中相邻两个干燥产物入口之间的间隔距离与间隔时间和输送速度乘积的比值(即d/vt)可以分别独立地为0.4～0.6，由此可以使热解过程中每一时间点对应的热解挥发分释放速率均为热解挥发分释放速率较高的部分与释放速率较低的部分的叠加，从而显著降低热解挥发分释放速率最大值和最小值间的差值，有效地解决热解装置中大颗粒有机固废热解挥发分的释放速率不稳定问题以及燃烧装置内压力波动大、温度不均、易熄火等燃烧工况不稳定的问题，确保整个热解工艺高效、稳定的运行。优选地，相邻两个干燥产物入口之间的间隔距离与间隔时间和输送速度乘积的比值(即d/vt)可以分别独立地为0.5，由此可以使热解装置中热解挥发分释放速率的最大值和释放速率最小值叠加，从而能够进一步降低热解装置中有机固废热解挥发分的释放速率的波动范围，确保整个热解工艺高效、稳定的运行。
根据本发明的又一个具体实施例，步骤(2)中，可以利用送料管将有机固废干燥产物分别同时从多个干燥产物入口供给至内筒体中，由此通过调节熟料管的长度及熟料管上的出料口位置，可以更灵活的调节干燥产物入口的个数以及相邻两个干燥产物入口之间的间隔长度。
根据本发明上述实施例的有机固废热解的方法，发明人结合大颗粒有机固废在热解装置中热解挥发分的释放速率随时间变化的特点(高斯分布)，在热解装置中采用多个有机固废进料口进料的方式来实现有机固废热解工艺的稳定运行，其中，相邻两个干燥产物入口之间的间隔距离可以由热解装置中有机固废干燥产物热解挥发分释放速率随时间变化的周期、相邻两个周期的峰值间隔时间、有机固废干燥产物在内筒体内的输送速度来确定，使整个热解装置中热解挥发分释放速率随时间变化的曲线是各进料口的有机固废的热解挥发分释放速率的叠加，由此可以利用同一时间内由不同加料口加入的有机固废热解挥发分释放速率较高的部分弥补释放速率较低的部分，避免有机固废热解挥发分的释放速率产生较大的波动，从而确保整个热解系统热解挥发分释放速率稳定。综上，该方法可以简便、有效地解决热解装置中大颗粒有机固废热解挥发分的释放速率不稳定问题以及燃烧装置内压力波动大、温度不均、易熄火等燃烧工况不稳定的问题，确保整个热解工艺高效、稳定的运行。需要说明的是，上述针对有机固废热解系统所描述的特征及效果同样适用于该有机固废热解的方法，此处不再一一赘述。
在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。此外，除非另有明确的规定和限定，“相连”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种有机固废热解系统，其特征在于，包括：
干燥装置，所述干燥装置具有原料入口、干燥产物出口、干燥热风入口和低温热风出口；
热解装置，所述热解装置包括内筒体和外筒体，所述内筒体具有半焦出口、热解油气出口和多个沿所述内筒体长度方向间隔布置的干燥产物入口，所述干燥产物入口与所述干燥产物出口相连；所述外筒体套设在所述内筒体上且所述外筒体与所述内筒体之间形成密封空腔，所述外筒体具有高温烟气入口和中温烟气出口，所述中温烟气出口与所述干燥热风入口相连；
燃烧装置，所述燃烧装置具有热解油气入口和高温烟气出口，所述热解油气入口与所述热解油气出口相连，所述高温烟气出口与所述高温烟气入口相连。
2.根据权利要求1所述的有机固废热解系统，其特征在于，所述干燥热风入口邻近所述干燥产物出口布置，所述低温热风出口邻近所述原料入口布置，
任选地，所述干燥装置为直接接触式干燥装置或间接式干燥装置。
3.根据权利要求1或2所述的有机固废热解系统，其特征在于，基于所述热解装置中有机固废干燥产物热解挥发分释放速率随时间变化的周期、相邻两个所述周期的峰值间隔时间、有机固废干燥产物在所述内筒体内的输送速度，相邻两个所述干燥产物入口之间的间隔距离与所述间隔时间和所述输送速度乘积的比值分别独立地为0.4～0.6，
任选地，相邻两个所述干燥产物入口之间的间隔距离与所述间隔时间和所述输送速度乘积的比值分别独立地为0.5。
4.根据权利要求1所述的有机固废热解系统，其特征在于，多个所述干燥产物入口设在所述内筒体进料端至所述内筒体中心位置之间的区域内。
5.根据权利要求1所述的有机固废热解系统，其特征在于，所述热解装置进一步包括送料管，所述送料管穿入所述内筒体内并沿所述内筒体的长度方向延伸，多个所述干燥产物入口设在所述送料管上并沿所述送料管的长度方向间隔布置。
6.根据权利要求1所述的有机固废热解系统，其特征在于，所述高温烟气入口设在所述外筒体上靠近所述半焦出口的一端，所述中温烟气出口设在所述外筒体上靠近所述干燥产物入口的一端。
7.根据权利要求1所述的有机固废热解系统，其特征在于，所述内筒体可旋转设置。
8.根据权利要求1所述的有机固废热解系统，其特征在于，进一步包括：
尾气净化装置，所述尾气净化装置具有低温热风入口和净化气出口，所述低温热风入口与所述低温热风出口相连。
9.一种采用权利要求1～8中任一项所述的有机固废热解系统实施有机固废热解的方法，其特征在于，包括：
(1)将有机固废原料供给至所述干燥装置中进行干燥处理，以便得到有机固废干燥产物；
(2)将所述有机固废干燥产物分别同时从多个沿所述热解装置内筒体长度方向间隔布置的干燥产物入口供给至所述的内筒体中进行热解处理，以便得到热解油气和半焦；
(3)将所述热解油气供给至所述燃烧装置进行燃烧，以便得到高温烟气，
其中，将所述高温烟气供给至所述热解装置外筒体中作为热源，并将得到的中温烟气供给至所述干燥装置中作为干燥热风。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述干燥处理为直接接触式干燥或间接式干燥，
任选地，利用所述干燥热风对所述有机固废原料进行逆向干燥，
任选地，步骤(2)中，所述有机固废干燥产物的粒径不低于7cm，
任选地，步骤(2)中，基于所述热解装置中有机固废干燥产物热解挥发分释放速率随时间变化的周期、相邻两个所述周期的峰值间隔时间、有机固废干燥产物在所述内筒体内的输送速度确定相邻两个所述干燥产物入口之间的间隔距离，
任选地，步骤(2)中，利用所述送料管将所述有机固废干燥产物分别同时从多个所述干燥产物入口供给至所述内筒体中。
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|---|---|---|---|---|
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105238425A (zh) * | 2015-10-15 | 2016-01-13 | 陕西美斯林能源科技研究院 | 一种气固混合热载体快速粉煤热解工艺及装置 |
| CN105972602A (zh) * | 2016-05-24 | 2016-09-28 | 华东理工大学 | 一种固体有机废弃物的处理装置及含其的处理工艺 |
| CN109652106A (zh) * | 2019-01-29 | 2019-04-19 | 北京云水浩瑞环境科技有限公司 | 用于固体有机废弃物的热解装置和热解方法 |
| CN110966609A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-04-07 | 北京云水浩瑞环境科技有限公司 | 生活垃圾与污泥耦合处理的系统及方法 |
| CN111156518A (zh) * | 2020-01-17 | 2020-05-15 | 北京云水浩瑞环境科技有限公司 | 处理固体废弃物的系统和方法 |
| CN212532868U (zh) * | 2020-06-02 | 2021-02-12 | 北京云水浩瑞环境科技有限公司 | 有机固废热解系统 |
-
2020
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105238425A (zh) * | 2015-10-15 | 2016-01-13 | 陕西美斯林能源科技研究院 | 一种气固混合热载体快速粉煤热解工艺及装置 |
| CN105972602A (zh) * | 2016-05-24 | 2016-09-28 | 华东理工大学 | 一种固体有机废弃物的处理装置及含其的处理工艺 |
| CN109652106A (zh) * | 2019-01-29 | 2019-04-19 | 北京云水浩瑞环境科技有限公司 | 用于固体有机废弃物的热解装置和热解方法 |
| CN110966609A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-04-07 | 北京云水浩瑞环境科技有限公司 | 生活垃圾与污泥耦合处理的系统及方法 |
| CN111156518A (zh) * | 2020-01-17 | 2020-05-15 | 北京云水浩瑞环境科技有限公司 | 处理固体废弃物的系统和方法 |
| CN212532868U (zh) * | 2020-06-02 | 2021-02-12 | 北京云水浩瑞环境科技有限公司 | 有机固废热解系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 张运棠;李栋;: "回转炉热解处理回收废轮胎", 科技展望, no. 13, 10 July 2015 (2015-07-10), pages 159 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113526460A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-10-22 | 浙江领潮智能设备有限公司 | 一种热解有机固废提取氢气的装置和方法 |
| CN113526460B (zh) * | 2021-07-30 | 2024-01-26 | 浙江领潮智能设备有限公司 | 一种热解有机固废提取氢气的装置和方法 |
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