CN114110611A - 一种带蓄热及烘干功能的垃圾热解气化处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带蓄热及烘干功能的垃圾热解气化处理系统，包括垃圾干燥设备，垃圾干燥设备的出口依次连接垃圾热解气化炉、二燃室、空预器、急冷器和脱硫脱硝除尘设备，急冷器分三路，分别经垃圾干燥设备与导热油罐连接，导热油罐再经导热油泵连接急冷器形成回路用于换热。本发明实现了能量的合理分配使用，同时在二次启炉的过程中也优化了启炉的工况，实现了村镇的生活垃圾处理设备不正规运行导致的设备损坏问题。真正达到村镇生活垃圾的减量化、无害化处理。
Description
技术领域
本发明属于生活垃圾气化热解处理技术领域，具体涉及一种带蓄热及烘干功能的垃圾热解气化处理系统。
背景技术
随着社会经济的发展，生活垃圾的产量日渐增多，如何有效的处理村镇的生活垃圾已经成为一个亟待解决的问题。不同季节村镇生活垃圾中常常夹带着的水分量不同，垃圾在热解焚烧时，水分往往会破坏焚烧环境，导致熄火，难以充分燃烧，且水蒸汽尾部烟道中很容易结露，造成尾部烟道的堵塞。村镇垃圾热解处理过程对能量进行合理使用，优化燃烧环境，使其充分燃烧，真正达到村镇生活垃圾的减量化、无害化处理。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种带蓄热及烘干功能的垃圾热解气化处理系统，根据不同季节村镇生活垃圾中常常夹带着的水分量不同，通过储存的能量匹配，调节进入圾干燥设备的换热方式，实现垃圾的合理混干。烘干后的垃圾再进入热解炉中完成热解焚烧，焚烧完之后经过尾部烟道将一部分热量在储存起来，这样反复使用，即可以达到垃圾混干，优化炉内燃烧的目的，也可以合理利用燃烧的能量。
本发明采用以下技术方案：
一种带蓄热及烘干功能的垃圾热解气化处理系统，包括垃圾干燥设备，垃圾干燥设备的出口依次连接垃圾热解气化炉、二燃室、空预器、急冷器和脱硫脱硝除尘设备，急冷器分三路，分别经垃圾干燥设备与导热油罐连接，导热油罐再经导热油泵连接急冷器形成回路用于换热。
具体的，垃圾干燥设备包括依次设置的低温仓、中温仓和高温仓，低温仓处设置有垃圾进口，中温仓内设置有抄板，低温仓、中温仓和高温仓内均设置有螺旋叶片。
进一步的，急冷器的导热油依次经过高温仓、中温仓和低温仓后送至导热油罐。
进一步的，急冷器的导热油依次经过低温仓、中温仓和高温仓后送至导热油罐。
进一步的，急冷器的导热油进入垃圾干燥设备中分两路，一路经低温仓送至导热油罐，另一路经中温仓和高温仓后送至导热油罐；或者一路经低中温仓和温仓送至导热油罐，另一路经高温仓后送至导热油罐。
具体的，导热油罐依次经循环油泵与减温设备后连接回导热油罐。
进一步的，减温设备连接有第二鼓风机，第二鼓风机经减温设备与二燃室连接。
具体的，垃圾干燥设备产生的气体经臭气风机进入二燃室。
具体的，空预器连接有第一鼓风机，第一鼓风机经空预器与垃圾热解气化炉连接。
具体的，脱硫脱硝除尘设备经引风机与烟囱连接。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明是一种带蓄热及烘干功能的垃圾热解气化处理系统，根据不同季节村镇生活垃圾中常常夹带着的水分量不同，通过储存的能量匹配，调节进入垃圾干燥设备的换热方式，实现垃圾的合理混干。系统中始终存在有高温导热油在不同换热设备中进行热量交换，并且对热量进行合理使用及匹配，以保证村镇生活垃圾热解炉在平稳运行。
进一步的，根据不同季节村镇生活垃圾水分含量不同，调节进入垃圾干燥设备的导热油管路，实现导热油与垃圾的逆流换热、顺流换热、混合流换热的方式。同时垃圾干燥设备中带有抄板，可以搅动垃圾，增强垃圾换热。
进一步的，急冷器的导热油依次经过高温仓、中温仓、和低温仓，不仅可以利用导热油的热量实现垃圾的烘干，同时还可以增大平均换热温差、方便运输安装及检修。
进一步的，急冷器的导热油依次经过低温仓、中温仓、和高温仓，不仅可以利用导热油的热量实现垃圾的烘干，可在垃圾入口处提供最大的换热温差，使得垃圾中的水分迅速蒸干，防止因为垃圾水分过高，引起垃圾干燥设备内的腐蚀；而在垃圾出口段处减少温差，防止烘干温度过高引起垃圾自燃。
进一步的，急冷器的导热油进入垃圾干燥设备中分两路，一路经低温仓送至导热油罐，另一路经中温仓和高温仓后送至导热油罐；或者一路经低中温仓和温仓送至导热油罐，另一路经高温仓后送至导热油罐。通过上述两种方式均可以更加精确的控制烘干段的换热温度和换热量，以此来实现对整个烘干过程以及入炉垃圾含水率的精确控制，同时防止垃圾自燃。
进一步的，高温导热油经垃圾干燥设备之后还有剩余的热量，统一进入导热油罐中把热量储存起来，以备停炉只有重复启炉使用。
进一步的，如果导热油罐中的温度过高，则通过减温设备实现风冷，同时被加热的空气也输送进二燃室，进一步提高气化炉燃烧工况。
进一步的，垃圾干燥设备排出垃圾臭气经过臭气风机送入二燃室中燃烧，确保操作空间无异味。
进一步的，风机通过空预器与高温烟气换热产生的高温空气送入垃圾热解气化炉中，提高热解气化炉的运行工况，实现能量合理化利用。
综上所述，本发明适应不同季节村镇生活垃圾热解气化，同时导热油既可以吸热，也可以放热，即完成了急冷器的功能，也完成了干燥设备的功能，实现了能量的合理分配使用。同时在二次启炉的过程中也优化了启炉的工况，实现了村镇的生活垃圾处理设备不正规运行导致的设备损坏问题，真正达到村镇生活垃圾的减量化、无害化处理。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明系统工作流程图；
图2为垃圾干燥设备逆换热流程图；
图3为垃圾干燥设备顺换热流程图；
图4为第一种垃圾干燥设备混合流热流程图；
图5为第二种垃圾干燥设备混合流热流程图。
其中：1.垃圾干燥设备；101.螺旋叶片；102.低温仓；103.中温仓；104.高温仓；105.抄板；106.垃圾进口；107.臭气风机；2.垃圾热解气化炉；3.二燃室；4.空预器；5.急冷器；6.脱硫脱硝除尘设备；7.引风机；8.烟囱；9.导热油罐；901.导热油泵；902.循环油泵；903.减温设备；904.第二鼓风机；10.第一鼓风机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“一侧”、“一端”、“一边”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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
在附图中示出了根据本发明公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
请参阅图1，本发明一种带蓄热及烘干功能的垃圾热解气化处理系统，包括垃圾干燥设备1、垃圾热解气化炉2、二燃室3、空预器4、急冷器5、脱硫脱硝除尘设备6、引风机7、烟囱8、导热油罐9和第一鼓风机10。
垃圾干燥设备1的出口设置在垃圾热解气化炉2的上方，垃圾热解气化炉2依次连接二燃室3、空预器4、急冷器5和脱硫脱硝除尘设备6，垃圾干燥设备1的导热油入口端还连接有导热油罐9，用于将换完热的导热油输送至导热油罐9中储存，导热油罐9出口端分两路，一路经过导热油泵901与急冷器5的导热油入口端连接进行换热，通过急冷器5导热油出口端流出的导热油与垃圾干燥设备1分三种方式连接进行换热；另一路通过循环油泵902与减温设备903连接形成回路用于风冷降温。
垃圾干燥设备1依次设置有低温仓102、中温仓103和高温仓104，低温仓102处设置有垃圾进口106，中温仓103内设置有抄板105，低温仓102、中温仓103和高温仓104内均设置有螺旋叶片101，垃圾干燥设备1产生的气体经臭气风机107进入二燃室3。
减温设备903的空气入口端还连接有第二鼓风机904，第二鼓风机904经减温设备903与二燃室3连接，如果导热油罐9中的导热油温度过高，则经过循环油泵902在减温设备903内进行风冷降温，鼓风机904经过减温设备103后空气的温度提升，将加热后的空气输送至二燃室3中。
空预器4的空气入口端连接有第一鼓风机10，第一鼓风机10经空预器4连接至垃圾热解气化炉2，第一鼓风机10通过空预器3与高温烟气换热产生的高温空气送入垃圾热解气化炉2中。
脱硫脱硝除尘设备6的烟气出口端经引风机7与烟囱8连接，村镇垃圾经过垃圾干燥设备1烘干之后进入热解气化炉2，在热解气化炉2中热解气化燃烧产生的合成气在二燃室3中二次燃烧，产生大量的高温烟气经过空预器4、急冷器5降温后，再经过脱硫脱硝除尘设备6除去硫氧化物和氮氧化物后通过引风机6、烟囱7排出。
根据不同季节村镇生活垃圾水分含量不同，调节进入垃圾干燥设备1的导热油管路，实现导热油与垃圾的逆流换热、顺流换热、混合流换热的方式。同时垃圾干燥设备1中带有抄板105，可以搅动垃圾，增强垃圾换热。
请参阅图2，急冷器5的导热油依次经过高温仓104、中温仓103和低温仓102后送至导热油罐9实现逆换热，导热油通过加热垃圾干燥设备1的高温仓104、中温仓103和低温仓102壁面，将热量传递给其中的垃圾，使得其中的水分蒸发。由于垃圾依次从低温仓102、中温仓103和高温仓104通过，和导热油的通过顺序相反，因此属于逆流换热，根据传热学原理，该布置方式具有最大的换热温差。
请参阅图3，急冷器5的导热油依次经过低温仓102、中温仓103和高温仓104后送至导热油罐9实现顺换热，导热油通过加热垃圾干燥设备1的高温仓104、中温仓103和低温仓102壁面，将热量传递给其中的垃圾，使得其中的水分蒸发。由于垃圾依次从低温仓102、中温仓103和高温仓104通过，和导热油的通过顺序相同，因此属于顺流换热，此时垃圾入口端102和导热油入口段相同，因此初始温差最大，有利于快速烘干垃圾中的水分，避免水分对垃圾干燥设备1的腐蚀。
请参阅图4，急冷器5的导热油进入垃圾干燥设备1中分两路，一路经低温仓102送至导热油罐9，另一路经中温仓103和高温仓104后送至导热油罐9实现混合流热，此时不仅可以加强低温仓段102的换热量，同时也可以通过导热油的流量调节，控制中温仓103和高温仓104的换热量，控制入炉垃圾的水分，同时避免烘干温度过高引起自燃。
请参阅图5，急冷器5的导热油进入垃圾干燥设备1中分两路，一路经中温仓103和低温仓102送至导热油罐9，另一路经高温仓104后送至导热油罐9实现混合流热，此时低温仓段102、中温仓段103通过逆流布置，实现了较高的平均换热温差，提升烘干效率，同时也可以通过导热油的流量调节，控制高温仓104的换热量，避免烘干温度过高引起自燃。
本发明一种带蓄热及烘干功能的垃圾热解气化处理系统的具体工作过程如下：
根据不同季节村镇生活垃圾中常常夹带着的水分量不同，通过储存的能量匹配，调节进入垃圾干燥设备的换热方式，实现垃圾的合理混干。垃圾热解气化处理系统中始终存在有高温导热油在不同换热设备中进行热量交换，并且对热量进行合理使用及匹配，以保证村镇生活垃圾热解炉在平稳运行。
根据不同季节村镇生活垃圾水分含量不同，调节进入垃圾干燥设备的导热油管路，实现导热油与垃圾的逆流换热、顺流换热、混合流换热的方式。同时垃圾干燥设备中带有抄板，可以搅动垃圾，增强垃圾换热。
在气化炉稳定燃烧过程中产生大量的高温烟气，烟气必须在急冷器中小于1s的时间内从500℃降低到200℃，常规的减温方式为使用大量的水减温。为了防止急冷器管壁结露，急冷器必须是一个承压设备，而使用中低温导热油经进行冷却，就可以避免管壁结露，而且由于导热油急冷器也不是承压设备。
高温导热油经垃圾干燥设备之后还有剩余的热量，统一进入导热油罐中把热量储存起来，以备停炉只有重复启炉使用。
进一步的，如果导热油罐中的温度>300℃，则通过减温设备实现风冷，同时被加热的空气也输送进二燃室，进一步提高气化炉燃烧工况。
垃圾干燥设备排出垃圾臭气经过臭气风机送入二燃室中燃烧，确保操作空间无异味。
由于停炉之后，尾部烟道也会冷却，如果再次尾部烟道会出现大量的结露现象，从而导致尾部烟道的堵塞。在这种情况下，使用导热油罐中的导热油对急冷器加热，以保障急冷器以后的烟气温度处于水蒸汽露点以上，就可以有效的避免尾部烟道因为结露而堵塞的现象。
风机通过空预器与高温烟气换热产生的高温空气送入垃圾热解气化炉中，提高热解气化炉的运行工况，实现能量合理化利用。
综上所述，本发明一种带蓄热及烘干功能的垃圾热解气化处理系统，可实现小型化的生活垃圾处理设施的稳定、高效运行。同时利用导热油，可对烘干过程中产生的热量进行储存，可以在短期停炉后，方便系统快速的重新启动。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种带蓄热及烘干功能的垃圾热解气化处理系统，其特征在于，包括垃圾干燥设备(1)，垃圾干燥设备(1)的出口依次连接垃圾热解气化炉(2)、二燃室(3)、空预器(4)、急冷器(5)和脱硫脱硝除尘设备(6)，急冷器(5)分三路，分别经垃圾干燥设备(1)与导热油罐(9)连接，导热油罐(9)再经导热油泵(901)连接急冷器(5)形成回路用于换热。
2.根据权利要求1所述的带蓄热及烘干功能的垃圾热解气化处理系统，其特征在于，垃圾干燥设备(1)包括依次设置的低温仓(102)、中温仓(103)和高温仓(104)，低温仓(102)处设置有垃圾进口(106)，中温仓(103)内设置有抄板(105)，低温仓(102)、中温仓(103)和高温仓(104)内均设置有螺旋叶片(101)。
3.根据权利要求2所述的带蓄热及烘干功能的垃圾热解气化处理系统，其特征在于，急冷器(5)的导热油依次经过高温仓(104)、中温仓(103)和低温仓(102)后送至导热油罐(9)。
4.根据权利要求2所述的带蓄热及烘干功能的垃圾热解气化处理系统，其特征在于，急冷器(5)的导热油依次经过低温仓(102)、中温仓(103)和高温仓(104)后送至导热油罐(9)。
5.根据权利要求2所述的带蓄热及烘干功能的垃圾热解气化处理系统，其特征在于，急冷器(5)的导热油进入垃圾干燥设备(1)中分两路，一路经低温仓(102)送至导热油罐(9)，另一路经中温仓(103)和高温仓(104)后送至导热油罐(9)；或者一路经低中温仓(103)和温仓(102)送至导热油罐(9)，另一路经高温仓(104)后送至导热油罐(9)。
6.根据权利要求1所述的带蓄热及烘干功能的垃圾热解气化处理系统，其特征在于，导热油罐(9)依次经循环油泵(902)与减温设备(903)后连接回导热油罐(9)。
7.根据权利要求6所述的带蓄热及烘干功能的垃圾热解气化处理系统，其特征在于，减温设备(903)连接有第二鼓风机(904)，第二鼓风机(904)经减温设备(903)与二燃室(3)连接。
8.根据权利要求1所述的带蓄热及烘干功能的垃圾热解气化处理系统，其特征在于，垃圾干燥设备(1)产生的气体经臭气风机(107)进入二燃室(3)。
9.根据权利要求1所述的带蓄热及烘干功能的垃圾热解气化处理系统，其特征在于，空预器(4)连接有第一鼓风机(10)，第一鼓风机(10)经空预器(4)与垃圾热解气化炉(2)连接。
10.根据权利要求1所述的带蓄热及烘干功能的垃圾热解气化处理系统，其特征在于，脱硫脱硝除尘设备(6)经引风机(7)与烟囱(8)连接。
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