CN112094657A - 一种裂解处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种裂解处理系统及方法，所述裂解处理系统包括干燥器、裂解反应器、废料收集系统、供热系统、冷凝分离系统和控制系统。干燥器设置有第一进料口、第一出料口、第一进气口、第一出气口和出烟口；裂解反应器设置有第二进料口、第二出料口、第二进气口和第二出气口；所述第二进料口与所述第一出料口连通；废料收集系统与第二出料口连通；供热系统包括蒸汽发生器、燃气发生器和过热器；蒸汽发生器的出气口和燃气发生器的出气口均与过热器的进气口连通；过热器的出气口与裂解反应器的第二进气口连通。本发明的技术方案，系统运行过程中供热稳定，固体废弃物裂解充分，能源利用效率高。

Description

一种裂解处理系统及方法

技术领域

本发明涉及固体废弃物处理领域，特别涉及一种裂解处理系统及方法。

背景技术

固体废弃物如餐余、厨余、医疗废弃物等，对环境污染大，很多还会长期对环境造成持久污染，热裂解是固体废弃物处理技术应用领域中较新的技术趋势。固体废弃物在高温(例如600℃)无氧或缺氧的环境下裂解，裂解的产物主要为气态的裂解气，液态的轻质油，固态的焦炭和炭黑。

现有的一些裂解处理系统开启后，需要耗费较长时间生成过热蒸汽，且在裂解反应过程中，固体废弃物的物料性质复杂，产生的裂解气的量会有变化，从而导致回收利用的裂解气供应不稳定而造成整个系统供热不足，进而导致固体废弃物裂解不充分。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种裂解处理系统，系统运行过程中供热稳定，固体废弃物裂解充分，能源利用效率高。

根据本发明第一方面实施例的一种裂解处理系统，包括干燥器，所述干燥器设置有第一进料口、第一出料口、第一进气口、第一出气口和出烟口；裂解反应器，所述裂解反应器设置有第二进料口、第二出料口、第二进气口和第二出气口；所述第二进料口与所述第一出料口连通；废料收集系统，所述废料收集系统与所述第二出料口连通；供热系统，所述供热系统包括蒸汽发生器、燃气发生器和过热器；所述蒸汽发生器的出气口和所述燃气发生器的出气口均与所述过热器的进气口连通；所述过热器的出气口与所述裂解反应器的第二进气口连通；冷凝分离系统，所述冷凝分离系统分别与所述第一出气口连通和所述出烟口连通；所述燃气发生器与所述冷凝分离系统连接，所述冷凝分离系统用于冷凝和分离反应后的混合气体并将分离后的裂解气供给燃气发生器；控制系统，所述控制系统分别与所述干燥器、所述裂解反应器、所述废料收集系统、所述供热系统和所述冷凝分离系统电连接。

上述技术方案至少具有以下有益效果：本发明第一方面实施例的技术方案，采用蒸汽发生器和燃气发生器加热水形成过热蒸汽，由过热器进一步加热过热蒸汽使其达到裂解反应所需要的温度，再将加热到裂解反应所需要的温度的过热蒸汽通入到裂解反应器中供热；裂解反应器中的固体废弃物受热裂解；固体废弃物裂解后的固态产物(例如焦炭和炭黑等)由废料收集系统收集；固体废弃物裂解后的气态产物(例如裂解气和气态轻质油等)随过热蒸汽一起排入到干燥器中；干燥器利用由过热蒸汽、裂解气和气态轻质油组成的混合气体的余热对干燥器中的固体废弃物进行预热和干燥，提高热能利用效率，减少能源消耗；混合气体再从干燥器的出烟口和第一出气口排出至冷凝分离系统进行冷凝和分离；冷凝和分离后得到冷凝水、裂解气和液态轻质油；将裂解气通入到燃气发生器作为燃料燃烧，再由燃气发生器提供充足的过热蒸汽给裂解反应器供热。由于蒸汽发生器是电能驱动，在本系统开启时，用蒸汽发生器加热水形成过热蒸汽，过热蒸汽形成速度快，花费时间短；在裂解反应稳定后，生成的裂解气作为燃料配合燃气发生器燃烧供热以提供充足的过热蒸汽，此时可以关闭蒸汽发生器以节省能耗；由于现有技术中的系统在使用过程中裂解气的量受固体废弃物各组分含量不同的影响会有变化，导致燃气发生器的过热蒸汽供应不稳定，本发明实施例的技术方案中，燃气发生器作为主要供热设备，蒸汽发生器作为辅助供热设备供应过热蒸汽，通过源源不断供应过热蒸汽，可以保证系统稳定的过热蒸汽环境，使固体废弃物裂解更充分和更稳定。

根据本发明的一些实施例，所述裂解处理系统还包括循环冷却系统，所述循环冷却系统包括循环水罐和循环水泵；所述循环水罐与所述循环水泵连接，所述循环水罐与自来水连通，所述循环水罐还分别与所述裂解反应器、所述废料收集系统和所述冷凝分离系统连通；所述循环水泵分别与所述裂解反应器、所述废料收集系统和所述冷凝分离系统连通，所述循环水泵与所述控制系统电连接。

根据本发明的一些实施例，所述干燥器内设有第一螺旋输送机构；所述第一螺旋输送机构与所述控制系统电连接；所述裂解反应器还包括第二螺旋输送机构、蒸汽管道、第一关风机、第二关风机和冷却密封装置；所述第二螺旋输送机构与所述控制系统电连接，所述第二螺旋输送机构和所述蒸汽管道均设于所述裂解反应器内；所述蒸汽管道与所述第二进气口连通，所述蒸汽管道从所述裂解反应器的一端向所述裂解反应器的另一端延伸，所述蒸汽管道上设有若干个排气孔；所述第一关风机与所述第二关风机均分别与所述控制系统电连接；所述第一关风机与所述第二进料口连接；所述第二关风机与所述第二出料口连接；所述冷却密封装置用于冷却所述第二螺旋输送机构的轴端；所述冷却密封装置设有第一进水口和第一出水口；所述第一进水口与所述循环水泵连通；所述第一出水口与所述循环水罐连通。

根据本发明的一些实施例，所述废料收集系统包括冷却螺旋输送机和收料桶；所述冷却螺旋输送机的进料口与所述第二出料口连通，所述冷却螺旋输送机的出料口与所述收料桶连接，所述冷却螺旋输送机的进水口与所述循环水泵连通，所述冷却螺旋输送机的出水口与所述循环水罐连通，所述冷却螺旋输送机与所述控制系统电连接；所述收料桶用于收集裂解反应后的废料。

根据本发明的一些实施例，所述冷凝分离系统包括冷凝器、三相分离器和引风机；所述冷凝器的进气口与所述第一出气口连通，所述冷凝器的出料口与所述三相分离器的进料口连通，所述冷凝器的进液口与所述循环水泵连通，所述冷凝器的出液口与所述循环水罐连通；所述出烟口与所述三相分离器连通；所述三相分离器用于对冷凝后的混合物及烟道气进行水、油、气三相分离；所述引风机的进气口与所述三相分离器的出气口连接，所述引风机的出气口与所述燃气发生器的进气口连接，所述引风机的进水口与所述循环水泵连通，所述引风机的出水口与所述循环水罐连通；所述冷凝器、所述三相分离器和所述引风机均分别与所述控制系统电连接。

根据本发明的一些实施例，所述冷凝分离系统还包括旋风除尘器和汽洗罐；所述旋风除尘器的进气口与所述第二出气口连接，所述旋风除尘器的出气口与所述第一进气口连接；所述汽洗罐与自来水连通，所述汽洗罐与所述引风机的出气口连通。

根据本发明的一些实施例，所述供热系统还包括燃气罐和汽化炉；所述燃气罐内装有液化石油气，所述燃气罐与所述汽化炉连接；所述汽化炉用于汽化所述液化石油气，所述汽化炉与所述燃气发生器连接。

根据本发明的一些实施例，所述裂解反应系统还包括软水处理装置；所述软水处理装置包括进水缓冲罐、进水泵、软水过滤器和盐箱；所述进水缓冲罐的进水口与自来水连通，所述进水缓冲罐的出水口与所述进水泵的进水口连通；所述软水过滤器的进水口与所述进水泵的出水口连通；所述蒸汽发生器的进水口和燃气发生器的进水口均与所述软水过滤器的出水口连通；所述盐箱与所述软水过滤器连接。

根据本发明的一些实施例，所述裂解反应系统还包括供料装置和预处理系统；所述供料装置与所述第一进料口连通，所述供料装置用于向所述干燥器供料；所述预处理系统包括垃圾桶提升机、破碎压榨一体机和上料螺旋输送机；所述垃圾桶提升机用于将固体废弃物输送到所述破碎压榨一体机上；所述破碎压榨一体机与所述上料螺旋输送机的进料口连接，所述破碎压榨一体机用于将固体废弃物破碎和压榨并将固体废弃物输送至所述上料螺旋输送机；所述上料螺旋输送机的出料口与所述供料装置连接。

根据本发明第二方面的一种裂解处理方法，包括以下步骤：

蒸汽发生器将水加热形成第一过热蒸汽，并将所述第一过热蒸汽通入到过热器中；

所述过热器对所述第一过热蒸汽进一步加热，得到第二过热蒸汽，所述第二过热蒸汽能够达到裂解反应所需要的温度；

将所述第二过热蒸汽通入到裂解反应器中，所述第二过热蒸汽对所述裂解反应器进行除氧处理和供热；

将所述裂解反应器中的第二过热蒸汽通入到干燥器中，所述第二过热蒸汽对所述干燥器进行除氧处理和预热；

将固体废弃物输送到所述干燥器中进行干燥和预热，得到干燥固体废弃物；

将所述干燥固体废弃物输送到所述裂解反应器中进行裂解反应，得到固态产物和气态产物；

将所述固态产物输送到废料收集系统中进行收集；

将所述气态产物与所述第二过热蒸汽的混合气体通入到冷凝分离系统中进行冷凝和分离，得到液态轻质油、裂解气和冷凝水；

所述裂解气作为燃料被输送到燃气发生器燃烧，使所述燃气发生器加热水形成所述第一过热蒸汽，所述燃气发生器将所述第一过热蒸汽输送到所述过热器。

上述技术方案至少具有以下有益效果：本发明第二方面还提出一种裂解处理方法，先用蒸汽发生器加热水形成过热蒸汽，过热蒸汽形成速度快，花费时间短；待裂解反应稳定后，生成的裂解气作为燃料配合燃气发生器燃烧供热以提供充足的过热蒸汽，此时燃气发生器作为主要供热设备供应过热蒸汽，蒸汽发生器作为辅助供热设备供应过热蒸汽，通过源源不断供应过热蒸汽，可以保证系统稳定的过热蒸汽环境，使固体废弃物裂解更充分和更稳定。

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为根据本发明实施例的裂解处理系统的工艺流程图；

图2为根据本发明实施例的循环冷却系统的工艺流程图；

图3为根据本发明实施例的裂解反应器的结构示意图；

图4为根据本发明实施例的软水处理装置的工艺流程图；

图5为根据本发明实施例的预处理系统的结构示意图。

附图标记：

供料装置100、干燥器200、第一进料口210、第一出料口220、第一进气口230、第一出气口240、出烟口250、第一螺旋输送机构260、裂解反应器300、第二进料口310、第二出料口320、第二进气口330、第二出气口340、第二螺旋输送机构350、蒸汽管道360、排气孔361、第一关风机370、第二关风机380、冷却密封装置390、第一进水口391、第一出水口392、冷却螺旋输送机400、收料桶500、循环水罐610、循环水泵620、蒸汽发生器1100、燃气发生器1200、过热器1300、燃气罐1400、汽化炉1500、冷凝器2100、三相分离器2200、引风机2300、旋风除尘器2400、汽洗罐2500、进水缓冲罐3100、进水泵3200、软水过滤器3300、盐箱3400、垃圾桶提升机4100、破碎压榨一体机4200、上料螺旋输送机4300。

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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1，根据本发明实施例第一方面的一种裂解处理系统，包括干燥器200，干燥器200设置有第一进料口210、第一出料口220、第一进气口230、第一出气口240和出烟口250；

裂解反应器300，裂解反应器300设置有第二进料口310、第二出料口320、第二进气口330和第二出气口340；第二进料口310与第一出料口220连通；

废料收集系统，废料收集系统与第二出料口320连通；

供热系统，供热系统包括蒸汽发生器1100、燃气发生器1200和过热器1300；蒸汽发生器1100的出气口和燃气发生器1200的出气口均与过热器1300的进气口连通；过热器1300的出气口与裂解反应器300的第二进气口330连通；

冷凝分离系统，冷凝分离系统分别与第一出气口240连通和出烟口250连通；燃气发生器1200与冷凝分离系统连接，冷凝分离系统用于冷凝和分离反应后的混合气体并将分离后的裂解气供给燃气发生器；

控制系统，控制系统分别与干燥器200、裂解反应器300、废料收集系统、供热系统和冷凝分离系统电连接。

具体的，本系统开启时，主要由蒸汽发生器1100供应过热蒸汽，由于蒸汽发生器1100是电能驱动的，过热蒸汽形成速度快，花费时间短；蒸汽发生器1100供应过热蒸汽，再由过热器1300将过热蒸汽进一步加热达到裂解反应所需要的温度(例如600℃)；再将过热蒸汽通入到裂解反应器300中除氧处理和供热，使裂解反应器300内维持稳定的过热蒸汽环境和无氧环境；裂解反应器300中的过热蒸汽经第二出气口340排入的干燥器200中，利用过热蒸汽的余热对干燥器200内进行预热，提高热能利用效率。

进一步的，固体废弃物从第一进料口210进入干燥器200，在干燥器200内先预热和干燥，再输送至裂解反应器300中进行裂解。固体废弃物裂解后的产物主要有固态产物(例如焦炭和炭黑等)和气态产物(例如裂解气和气态轻质油等)。裂解后的固态产物(例如焦炭和炭黑)输送至废料收集系统，由废料收集系统进行收集；裂解后的气态产物(例如裂解气和气态轻质油等)随过热蒸汽一起排入到干燥器200中；干燥器200利用由过热蒸汽、裂解气和气态轻质油组成的混合气体的余热对干燥器200中的固体废弃物进行预热和干燥，提高热能利用效率，减少能源消耗；混合气体再从干燥器200的出烟口250和第一出气口240排出至冷凝分离系统进行冷凝和分离；混合气体冷凝和分离后得到冷凝水、裂解气和液态轻质油；将裂解气通入到燃气发生器1200作为燃料。

更进一步的，在裂解反应稳定后，生成的裂解气作为燃料燃烧给燃气发生器1200供热，由燃气发生器1200加热水提供充足的过热蒸汽，此时可以关闭蒸汽发生器1100以节省能耗；由于系统在使用过程中裂解气的量受固体废弃物各组分含量不同的影响会有变化，裂解反应产生的裂解气的量时多时少，裂解气在燃气发生器1200内燃烧不稳定，导致燃气发生器1200的过热蒸汽供应不稳定，此时蒸汽发生器1100作为辅助设备供应过热蒸汽可以保证系统稳定的过热蒸汽环境，使固体废弃物裂解更充分和更稳定。

参照图1和图2，在一些实施例中，裂解处理系统还包括循环冷却系统，循环冷却系统包括循环水罐610和循环水泵620；循环水罐610与循环水泵620连接，循环水罐610与自来水连通，循环水罐610还分别与裂解反应器300、废料收集系统和冷凝分离系统连通；循环水泵620分别与裂解反应器300、废料收集系统和冷凝分离系统连通，循环水泵620与控制系统电连接。

具体的，通过循环冷却系统分别与裂解反应器300、废料收集系统和冷凝分离系统连接，使裂解反应器300、废料收集系统和冷凝分离系统在所有工况下都保持在适当的温度范围内，保证设备的运行稳定。

参照图1至图3，在一些实施例中，干燥器200内设有第一螺旋输送机构260；第一螺旋输送机构260与控制系统电连接；裂解反应器300还包括第二螺旋输送机构350、蒸汽管道360、第一关风机370、第二关风机380和冷却密封装置390；第二螺旋输送机构350与控制系统电连接，第二螺旋输送机构350和蒸汽管道360均设于裂解反应器内；蒸汽管道360与第二进气口330连通，蒸汽管道360从裂解反应器300的一端向裂解反应器300的另一端延伸，蒸汽管道360上设有若干个排气孔361；第一关风机370与第二关风机380均分别与控制系统电连接；第一关风机370与第二进料口310连接；第二关风机380与第二出料口320连接；冷却密封装置390用于冷却第二螺旋输送机构350的轴端；冷却密封装置设有第一进水口391和第一出水口392；第一进水口391与循环水泵620连通；第一出水口392与循环水罐610连通。

具体的，通过设置第一螺旋输送机构260使固体废弃物能在干燥器200内连续输送，且固体废弃物在第一螺旋输送机构260的转动带动下运输与带有余热的过热蒸汽充分接触，从而充分预热和干燥。通过设置第二螺旋输送机构350使固体废弃物能在裂解反应器300内连续输送，且固体废弃物在第二螺旋输送机构350的转动带动下运输与过热蒸汽充分接触，进而充分裂解。

进一步的，裂解反应器300内还设有蒸汽管道360与第二进气口330连通，蒸汽管道360从裂解反应器300的一端向裂解反应器300的另一端延伸，蒸汽管道360上设有若干个排气孔361；过热蒸汽从第二进气口330进入蒸汽管道360，从蒸汽管道360上的若干个排气孔361排入到裂解反应器300内，过热蒸汽在裂解反应器300内分布均匀，使固体废弃物受热更充分，有利于固体废弃物充分裂解。

更进一步的，采用第一关风机370可以连续均匀地向裂解反应器300内供料，还可以防止裂解反应器300内的过热蒸汽从第二进料口310溢出，采用第二关风机380可以将裂解反应生成的固态产物(例如焦炭和炭黑等)连续均匀的输送到废料收集系统。第一螺旋输送机构260、第二螺旋输送机构350结合第一关风机370和第二关风机380，使固体废弃物能连续供料，裂解反应能够连续进行。

参照图1和图2，在一些实施例中，废料收集系统包括冷却螺旋输送机400和收料桶500；冷却螺旋输送机400的进料口与第二出料口320连通，冷却螺旋输送机400的出料口与收料桶500连接，冷却螺旋输送机400的进水口与循环水泵620连通，冷却螺旋输送机400的出水口与循环水罐610连通，冷却螺旋输送机400与控制系统电连接；收料桶500用于收集裂解反应后的废料。

具体的，由于裂解生成的固态产物(例如焦炭和炭黑等)的温度较高，采用冷却螺旋输送机400输送到收料桶500进行收集，在冷却螺旋输送机400输送过程中，通过循环冷却系统进行降温，可有效地降低固态产物(例如焦炭和炭黑等)的温度。但不限于此，可根据实际工艺需要选择不同的设备收集废料。

参照图1，在一些实施例中，冷凝分离系统包括冷凝器2100、三相分离器2200和引风机2300；冷凝器2100的进气口与第一出气口240连通，冷凝器2100的出料口与三相分离器2200的进料口连通，冷凝器2100的进液口与循环水泵620连通，冷凝器2100的出液口与循环水罐610连通；出烟口250与三相分离器2200连通；三相分离器2200用于对冷凝后的混合物及烟道气进行水、油、气三相分离；引风机2300的进气口与三相分离器2200的出气口连接，引风机2300的出气口与燃气发生器1200的进气口连接，引风机2300的进水口与循环水泵620连通，引风机2300的出水口与循环水罐610连通；冷凝器2100、三相分离器2200和引风机2300均分别与控制系统电连接。

具体的，裂解后的气态产物主要为裂解气，裂解后的液态产物主要为轻质油，由于裂解反应温度高(例如600℃)，轻质油汽化；气态的裂解气和气态轻质油随过热蒸汽从裂解反应器300进入到干燥器200中，再从干燥器200的第一出气口240排出，进入到冷凝器2100中进行冷凝，进一步的，将冷凝后的产物通入到三相分离器2200进行水、油、气三相分离，将冷凝水、液态轻质油和裂解气分离；分离后的裂解气通入到燃气发生器1200作为燃料利用。引风机2300与循环冷却系统连接，使引风机2300在所有工况下都保持在适当的温度范围内，保证气力输送运行的稳定。

参照图1，在一些实施例中，冷凝分离系统还包括旋风除尘器2400和汽洗罐2500；旋风除尘器2400的进气口与第二出气口340连接，旋风除尘器2400的出气口与第一进气口230连接；汽洗罐2500与自来水连通，汽洗罐2500与引风机2300的出气口连通。

具体的，气态的裂解气和气态轻质油随过热蒸汽从裂解反应器300进入到干燥器200中，会带走一部分的粉尘进入到干燥器200中，通过在裂解反应器300的第二出气口340和干燥器200的第一进气口230间设置旋风除尘器2400，可将粉尘收集，防止粉尘进去干燥器200中对干燥器200造成影响。

进一步的，在一些实施例中，裂解气产量充足，将裂解气通入到燃气发生器1200作为燃料燃烧利用，以减少能耗，燃烧后的气体再通入汽洗罐2500汽洗后排出，减少对环境的污染；裂解气产量不足时，裂解气在燃气发生器1200内燃烧不稳定，导致燃气发生器1200的过热蒸汽供应不稳定，可以将裂解气通入到汽洗罐2500汽洗后收集，由蒸汽发生器1100提供过热蒸汽，保证系统稳定的过热蒸汽环境。

参照图1，在一些实施例中，供热系统还包括燃气罐1400和汽化炉1500；燃气罐1400内装有液化石油气，燃气罐1400与汽化炉1500连接；汽化炉1500用于汽化液化石油气，汽化炉1500与燃气发生器1200连接。

具体的，由于系统在使用过程中裂解气的量受固体废弃物各组分含量不同的影响会有变化，裂解反应产生的裂解气的量时多时少，裂解气在燃气发生器1200内燃烧不稳定，导致燃气发生器1200的过热蒸汽供应不稳定，本实施例采用燃气罐1400给燃气发生器1200提供液化石油气，使燃料供应稳定，进而使过热供应稳定，保证系统稳定的过热蒸汽环境。

进一步的，由于燃气罐1400内的液化石油气自然汽化容易受外界温度及用量的影响，液化石油气汽化过程中吸收大量的热量，致使燃气罐1400表面结冰，出现火力不足、压力不稳的情况，在一些实施例中，采用汽化炉1500对燃气罐1400内的液化石油气汽化，使压力稳定，对燃气发生器1200燃料供应稳定，防止燃气罐1400结冰。

参照图1和图4，在一些实施例中，裂解反应系统还包括软水处理装置；软水处理装置包括进水缓冲罐3100、进水泵3200、软水过滤器3300和盐箱3400；进水缓冲罐3100的进水口与自来水连通，进水缓冲罐3100的出水口与进水泵3200的进水口连通；软水过滤器3300的进水口与进水泵3200的出水口连通；蒸汽发生器1100的进水口和燃气发生器1200的进水口均与软水过滤器3300的出水口连通；盐箱3400与软水过滤器3300连接。

具体的，通过软水处理装置处理得到软水，再将软水供给蒸汽发生器1100和燃气发生器1200，通过蒸汽发生器1100和燃气发生器1200加热软水形成过热蒸汽。使用软水进行加热可以减少蒸汽发生器1100和燃气发生器1200内部积留水垢、减少堵塞，进而提高热效率，减少能源消耗。

参照图1和图5，在一些实施例中，裂解反应系统还包括供料装置100和预处理系统；供料装置100与第一进料口210连通，供料装置用于向干燥器200供料；预处理系统包括垃圾桶提升机4100、破碎压榨一体机4200和上料螺旋输送机4300；垃圾桶提升机4100用于将固体废弃物输送到破碎压榨一体机4200上；破碎压榨一体机4200与上料螺旋输送机4300的进料口连接，破碎压榨一体机4200用于将固体废弃物破碎和压榨并将固体废弃物输送至上料螺旋输送机4300；上料螺旋输送机4300的出料口与供料装置100连接。

具体的，固体废弃物由供料装置100供料至干燥器200；一般的，供料装置100为螺旋输送机、旋转卸料器等，但不限于此，可根据实际进行选择。

进一步的，生活垃圾等固体废弃物收集后，通过垃圾桶提升机4100输送到破碎压榨一体机4200上进行破碎和压榨，对固体废弃物进行预处理；再通过上料螺旋输送机4300输送到供料装置100，再由供料装置100供料至干燥器200中。在本实施例中的裂解处理系统可在地面完成对固体废弃物的投料，通过破碎压榨一体机4200对固体废弃物进行预处理，由上料螺旋输送机4300输送到供料装置100中，再自上而下经过干燥器200、裂解反应器300完成裂解反应，最后通过废料收集系统收集废料，整体系统结构紧凑，占用空间少。

参照图1，根据本发明实施例第二方面，提供一种裂解处理方法，包括以下步骤：

蒸汽发生器1100将水加热形成第一过热蒸汽，并将第一过热蒸汽通入到过热器1300中；

过热器1300对第一过热蒸汽进一步加热，得到第二过热蒸汽，第二过热蒸汽能够达到裂解反应所需要的温度(例如600℃)；

将第二过热蒸汽通入到裂解反应器300中，第二过热蒸汽对裂解反应器300进行除氧处理和供热；

将裂解反应器300中的第二过热蒸汽通入到干燥器200中，第二过热蒸汽对干燥器200进行除氧处理和预热；

将固体废弃物输送到干燥器200中进行干燥和预热，得到干燥固体废弃物；

将干燥固体废弃物输送到裂解反应器300中进行裂解反应，得到固态产物和气态产物；

将固态产物输送到废料收集系统中进行收集；

将气态产物与第二过热蒸汽的混合气体通入到冷凝分离系统中进行冷凝和分离，得到液态轻质油、裂解气和冷凝水；

裂解气作为燃料被输送到燃气发生器1200燃烧，使燃气发生器1200加热水形成第一过热蒸汽，燃气发生器1200将第一过热蒸汽输送到过热器1300。

具体的，采用蒸汽发生器1100和燃气发生器1200加热水形成过热蒸汽，由过热器1300进一步加热过热蒸汽使其达到裂解反应所需要的温度，再将过热蒸汽通入到裂解反应器300中供热。裂解反应器300中的固体废弃物受热裂解；固体废弃物裂解后的固态产物(例如焦炭和炭黑等)由废料收集系统收集；固体废弃物裂解后的气态产物(例如裂解气和气态轻质油等)随过热蒸汽一起排入到干燥器200中；干燥器200利用由过热蒸汽、裂解气和气态轻质油组成的混合气体的余热对干燥器200中的固体废弃物进行预热和干燥，提高热能利用效率，减少能源消耗；混合气体再从干燥器200的出烟口和第一出气口排出至冷凝分离系统进行冷凝和分离；冷凝和分离后得到冷凝水、裂解气和液态轻质油；将裂解气通入到燃气发生器1200作为燃料燃烧，再由燃气发生器1200提供充足的过热蒸汽给裂解反应器300供热。

进一步的，在系统开启时，由于蒸汽发生器1100是电能驱动，用蒸汽发生器1100加热水形成过热蒸汽，过热蒸汽形成速度快，花费时间短；在裂解反应稳定后，生成的裂解气作为燃料配合燃气发生器1200燃烧供热提供充足的过热蒸汽，此时可以关闭蒸汽发生器1100以节省能耗。

在一些实施例中，裂解处理方法还包括当裂解气产量不足时，蒸汽发生器1100将水加热形成第一过热蒸汽，并将第一过热蒸汽通入到过热器1300中；当裂解气产量充足时，裂解气作为燃料被输送到燃气发生器1200燃烧，使燃气发生器1200加热水形成第一过热蒸汽，燃气发生器1200将第一过热蒸汽输送到过热器1300。

具体的，由于系统在使用过程中裂解气的量受固体废弃物各组分含量不同的影响会有变化，导致燃气发生器1200的过热蒸汽供应不稳定，此时蒸汽发生器1100作为辅助供热设备供应过热蒸汽可以保证系统稳定的过热蒸汽环境，使固体废弃物裂解更充分和更稳定。

下面参考图1以一个具体的实施例详细描述根据本发明的一种裂解处理系统及方法。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对本发明的具体限制。

如图1所述，结合图2至图5，本发明实施例的一种裂解处理系统，包括垃圾桶提升机4100、破碎压榨一体机4200、上料螺旋输送机4300、供料装置100、干燥器200、裂解反应器300、冷却螺旋输送机400、收料桶500、循环水罐610、循环水泵620、蒸汽发生器1100、燃气发生器1200、过热器1300、燃气罐1400、汽化炉1500、冷凝器2100、三相分离器2200、引风机2300、旋风除尘器2400、汽洗罐2500、进水缓冲罐3100、进水泵3200、软水过滤器3300、盐箱3400和控制系统。

控制系统分别与垃圾桶提升机4100、破碎压榨一体机4200、上料螺旋输送机4300、供料装置100、干燥器200、裂解反应器300、冷却螺旋输送机400、循环水泵620、蒸汽发生器1100、燃气发生器1200、过热器1300、燃气罐1400、汽化炉1500、冷凝器2100、三相分离器2200、引风机2300、进水泵3200和软水过滤器3300电连接。

循环冷却系统包括循环水罐610和循环水泵620；循环水罐610与循环水泵620连接，循环水罐610与自来水连通。

垃圾桶提升机4100用于将固体废弃物输送到破碎压榨一体机4200上；破碎压榨一体机4200与上料螺旋输送机4300的进料口连接，破碎压榨一体机4200用于将固体废弃物破碎和压榨并将固体废弃物输送至上料螺旋输送机4300；上料螺旋输送机4300的出料口与供料装置100连接。

供料装置100与第一进料口210连通，供料装置用于向干燥器200供料。

干燥器200设置有第一进料口210、第一出料口220、第一进气口230、第一出气口240和出烟口250，干燥器200内设有第一螺旋输送机构260。

裂解反应器300，裂解反应器300设置有第二进料口310、第二出料口320、第二进气口330、第二出气口340、第二螺旋输送机构350、蒸汽管道360、第一关风机370、第二关风机380和冷却密封装置390；第二进料口310与第一出料口220连通；蒸汽管道360与第二进气口330连通，蒸汽管道360从裂解反应器300的一端向裂解反应器300的另一端延伸，蒸汽管道360上设有若干个排气孔361；第一关风机370与第二进料口310连接；第二关风机380与第二出料口320连接；冷却密封装置390用于冷却第二螺旋输送机构350的轴端；冷却密封装置设有第一进水口391和第一出水口392，第一进水口391与循环水泵620连通；第一出水口392与循环水罐610连通。

蒸汽发生器1100的出气口和燃气发生器1200的出气口均与过热器1300的进气口连通；过热器1300的出气口与裂解反应器300的第二进气口330连通；燃气罐1400内装有液化石油气，燃气罐1400与汽化炉1500连接；汽化炉1500用于汽化液化石油气，汽化炉1500与燃气发生器1200连接。

冷凝器2100的进气口与第一出气口240连通，冷凝器2100的出料口与三相分离器2200的进料口连通，冷凝器2100的进液口与循环水泵620连通，冷凝器2100的出液口与循环水罐610连通；出烟口250与三相分离器2200连通；三相分离器2200用于对冷凝后的混合物及烟道气进行水、油、气三相分离；引风机2300的进气口与三相分离器2200的出气口连接，引风机2300的出气口与燃气发生器1200的进气口连接，引风机2300的进水口与循环水泵620连通，引风机2300的出水口与循环水罐610连通；旋风除尘器2400的进气口与第二出气口340连接，旋风除尘器2400的出气口与第一进气口230连接；汽洗罐2500与自来水连通，汽洗罐2500与引风机2300的出气口连通。

进水缓冲罐3100的进水口与自来水连通，进水缓冲罐3100的出水口与进水泵3200的进水口连通；软水过滤器3300的进水口与进水泵3200的出水口连通；蒸汽发生器1100的进水口和燃气发生器1200的进水口均与软水过滤器3300的出水口连通；盐箱3400与软水过滤器3300连接。

结合上述发明实施例的裂解处理系统，本发明实施例的一种裂解处理方法具体如下：

一、过热蒸汽部分

1、裂解处理系统开启后，蒸汽发生器1100启动，蒸汽发生器1100将水加热形成第一过热蒸汽，并将第一过热蒸汽通入到过热器1300中；其中，蒸汽发生器1100电能驱动，用蒸汽发生器1100加热水形成过热蒸汽，过热蒸汽形成速度快，花费时间短。

2、过热器1300对第一过热蒸汽进一步加热，得到第二过热蒸汽，第二过热蒸汽能够达到裂解反应所需要的温度(例如600℃)。

3、将第二过热蒸汽通入到裂解反应器300中，第二过热蒸汽对裂解反应器300进行除氧处理和供热。

4、将裂解反应器300中的第二过热蒸汽经过旋风除尘器2400除尘后通入到干燥器200中，第二过热蒸汽对干燥器200进行除氧处理和预热；其中，裂解反应后的气态产物(如裂解气、气态轻质油)也随第二过热蒸汽通入到干燥器200中；旋风除尘器2400将可将粉尘收集，防止粉尘进去干燥器200中对干燥器200造成影响；干燥器200利用由过热蒸汽、裂解气和气态轻质油组成的混合气体的余热对干燥器200中的固体废弃物进行预热和干燥，提高热能利用效率，减少能源消耗。

5、过热蒸汽、裂解气和气态轻质油组成的混合气体由第一出气口240排出至冷凝器2100进行冷凝；其中，冷凝后的产物主要为冷凝水、液态轻质油和气态的裂解气。

6、冷凝后的冷凝水、液态轻质油和气态的裂解气通入到三相分离器2200进行水、油、气三相分离，将冷凝水、液态轻质油和裂解气分离。

7、裂解气作为燃料被输送到燃气发生器1200燃烧，使燃气发生器1200加热水形成第一过热蒸汽，燃气发生器1200将第一过热蒸汽输送到过热器1300；其中，当裂解气不足时，可通过蒸汽发生器1100加热水形成第一过热蒸汽；也可通过汽化炉1500汽化燃气罐1400中的液化石油气供给燃气发生器1200燃烧，使燃气发生器1200加热水形成第一过热蒸汽，燃气发生器1200将第一过热蒸汽输送到过热器1300，保证系统稳定的过热蒸汽环境。

二、固体废弃物处理部分

1、固体废弃物经垃圾桶提升机4100输送到破碎压榨一体机4200上进行破碎和压榨，对固体废弃物进行预处理。经过破碎和压榨处理的固体废弃物通过上料螺旋输送机4300输送到供料装置100，再由供料装置100供料至干燥器200中。

2、固体废弃物输送到干燥器200中进行干燥和预热，得到干燥固体废弃物；其中，固体废弃物在干燥器200中通过第一螺旋输送机构260输送。

3、干燥固体废弃物通过第一关风机370输送到裂解反应器300中进行裂解反应，得到固态产物(如焦炭和炭黑等)和气态产物。其中，干燥固体废弃物在裂解反应器300中通过第二螺旋输送机构350输送。

4、固体产物(如焦炭和炭黑等)通过第二关风机380输送到冷却螺旋输送机400进行降温。

5、固体产物(如焦炭和炭黑等)通过冷却螺旋输送机400输送到收料桶500进行收集。

三、循环冷却水部分

1、自来水通入到循环水罐610中储存；

2、循环水泵620将循环水罐610中的冷却水输送到裂解反应器300的冷却密封装置390中，冷却水从第一进水口391进入，对裂解反应器300的第一螺旋输送机构260的轴端进行冷却；冷却后的回流水从第一出水口392流出并输送回循环水罐610中。

3、循环水泵620将循环水罐610中的冷却水输送到冷却螺旋输送机400中，冷却水从冷却螺旋输送机400的进水口进入，对冷却螺旋输送机400中的固态产物(如焦炭和炭黑等)进行冷却；冷却后的回流水从冷却螺旋输送机400的出水口流出并输送回循环水罐610中。

4、循环水泵620将循环水罐610中的冷却水输送到冷凝器2100中，冷却水从冷凝器2100的进液口进入，与冷凝器中的过热蒸汽、裂解气和气态轻质油组成的混合气体进行换热；换热后的回流水从冷凝器2100的出液口流出并输送回循环水罐610中。

5、循环水泵620将循环水罐610中的冷却水输送到引风机2300中，冷却水从引风机2300的进水口进入，对引风机2300进行冷却；冷却后的回流水从引风机2300的出水口流出并输送回循环水罐610中。

6、回流水输送回循环水罐610，可通过循环水罐610的排污口排出，也可作为冷却水继续循环利用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体地”、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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种裂解处理系统，其特征在于，包括：

干燥器，所述干燥器设置有第一进料口、第一出料口、第一进气口、第一出气口和出烟口；

裂解反应器，所述裂解反应器设置有第二进料口、第二出料口、第二进气口和第二出气口；所述第二进料口与所述第一出料口连通；

废料收集系统，所述废料收集系统与所述第二出料口连通；

供热系统，所述供热系统包括蒸汽发生器、燃气发生器和过热器；所述蒸汽发生器的出气口和所述燃气发生器的出气口均与所述过热器的进气口连通；所述过热器的出气口与所述裂解反应器的第二进气口连通；

冷凝分离系统，所述冷凝分离系统分别与所述第一出气口连通和所述出烟口连通；所述燃气发生器与所述冷凝分离系统连接，所述冷凝分离系统用于冷凝和分离反应后的混合气体并将分离后的裂解气供给燃气发生器；

控制系统，所述控制系统分别与所述干燥器、所述裂解反应器、所述废料收集系统、所述供热系统和所述冷凝分离系统电连接。

2.根据权利要求1所述的裂解处理系统，其特征在于：所述裂解处理系统还包括循环冷却系统，所述循环冷却系统包括循环水罐和循环水泵；所述循环水罐与所述循环水泵连接，所述循环水罐与自来水连通，所述循环水罐还分别与所述裂解反应器、所述废料收集系统和所述冷凝分离系统连通；所述循环水泵分别与所述裂解反应器、所述废料收集系统和所述冷凝分离系统连通，所述循环水泵与所述控制系统电连接。

3.根据权利要求2所述的裂解处理系统，其特征在于：所述干燥器内设有第一螺旋输送机构；所述第一螺旋输送机构与所述控制系统电连接；所述裂解反应器还包括第二螺旋输送机构、蒸汽管道、第一关风机、第二关风机和冷却密封装置；所述第二螺旋输送机构与所述控制系统电连接，所述第二螺旋输送机构和所述蒸汽管道均设于所述裂解反应器内；所述蒸汽管道与所述第二进气口连通，所述蒸汽管道从所述裂解反应器的一端向所述裂解反应器的另一端延伸，所述蒸汽管道上设有若干个排气孔；所述第一关风机与所述第二关风机均分别与所述控制系统电连接；所述第一关风机与所述第二进料口连接；所述第二关风机与所述第二出料口连接；所述冷却密封装置用于冷却所述第二螺旋输送机构的轴端；所述冷却密封装置设有第一进水口和第一出水口；所述第一进水口与所述循环水泵连通；所述第一出水口与所述循环水罐连通。

4.根据权利要求2所述的裂解处理系统，其特征在于：所述废料收集系统包括冷却螺旋输送机和收料桶；所述冷却螺旋输送机的进料口与所述第二出料口连通，所述冷却螺旋输送机的出料口与所述收料桶连接，所述冷却螺旋输送机的进水口与所述循环水泵连通，所述冷却螺旋输送机的出水口与所述循环水罐连通，所述冷却螺旋输送机与所述控制系统电连接；所述收料桶用于收集裂解反应后的废料。

5.根据权利要求2所述的裂解处理系统，其特征在于：所述冷凝分离系统包括冷凝器、三相分离器和引风机；所述冷凝器的进气口与所述第一出气口连通，所述冷凝器的出料口与所述三相分离器的进料口连通，所述冷凝器的进液口与所述循环水泵连通，所述冷凝器的出液口与所述循环水罐连通；所述出烟口与所述三相分离器连通；所述三相分离器用于对冷凝后的混合物及烟道气进行水、油、气三相分离；所述引风机的进气口与所述三相分离器的出气口连接，所述引风机的出气口与所述燃气发生器的进气口连接，所述引风机的进水口与所述循环水泵连通，所述引风机的出水口与所述循环水罐连通；所述冷凝器、所述三相分离器和所述引风机均分别与所述控制系统电连接。

6.根据权利要求5所述的裂解处理系统，其特征在于：所述冷凝分离系统还包括旋风除尘器和汽洗罐；所述旋风除尘器的进气口与所述第二出气口连接，所述旋风除尘器的出气口与所述第一进气口连接；所述汽洗罐与自来水连通，所述汽洗罐与所述引风机的出气口连通。

7.根据权利要求1所述的裂解处理系统，其特征在于：所述供热系统还包括燃气罐和汽化炉；所述燃气罐内装有液化石油气，所述燃气罐与所述汽化炉连接；所述汽化炉用于汽化所述液化石油气，所述汽化炉与所述燃气发生器连接。

8.根据权利要求1所述的裂解处理系统，其特征在于：所述裂解反应系统还包括软水处理装置；所述软水处理装置包括进水缓冲罐、进水泵、软水过滤器和盐箱；所述进水缓冲罐的进水口与自来水连通，所述进水缓冲罐的出水口与所述进水泵的进水口连通；所述软水过滤器的进水口与所述进水泵的出水口连通；所述蒸汽发生器的进水口和燃气发生器的进水口均与所述软水过滤器的出水口连通；所述盐箱与所述软水过滤器连接。

9.根据权利要求1所述的裂解处理系统，其特征在于：所述裂解反应系统还包括供料装置和预处理系统；所述供料装置与所述第一进料口连通，所述供料装置用于向所述干燥器供料；所述预处理系统包括垃圾桶提升机、破碎压榨一体机和上料螺旋输送机；所述垃圾桶提升机用于将固体废弃物输送到所述破碎压榨一体机上；所述破碎压榨一体机与所述上料螺旋输送机的进料口连接，所述破碎压榨一体机用于将固体废弃物破碎和压榨并将固体废弃物输送至所述上料螺旋输送机；所述上料螺旋输送机的出料口与所述供料装置连接。

10.一种裂解处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

蒸汽发生器将水加热形成第一过热蒸汽，并将所述第一过热蒸汽通入到过热器中；

所述过热器对所述第一过热蒸汽进一步加热，得到第二过热蒸汽，所述第二过热蒸汽能够达到裂解反应所需要的温度；

将所述第二过热蒸汽通入到裂解反应器中，所述第二过热蒸汽对所述裂解反应器进行除氧处理和供热；

将所述裂解反应器中的第二过热蒸汽通入到干燥器中，所述第二过热蒸汽对所述干燥器进行除氧处理和预热；

将固体废弃物输送到所述干燥器中进行干燥和预热，得到干燥固体废弃物；

将所述干燥固体废弃物输送到所述裂解反应器中进行裂解反应，得到固态产物和气态产物；

将所述固态产物输送到废料收集系统中进行收集；

将所述气态产物与所述第二过热蒸汽的混合气体通入到冷凝分离系统中进行冷凝和分离，得到液态轻质油、裂解气和冷凝水；

所述裂解气作为燃料被输送到燃气发生器燃烧，使所述燃气发生器加热水形成所述第一过热蒸汽，所述燃气发生器将所述第一过热蒸汽输送到所述过热器。

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