CN117165333A - 一种适用于轻质物料处理的气化工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于轻质物料处理的气化工艺,所述工艺无需对复杂的轻质物料进行分选,而直接将轻质物料破碎并热挤压为轻质成型物料;再通过多路配料和自协同投料将轻质成型物料投入气化炉阵列中;在气化炉阵列中,每个子气化炉相对独立且按照完整的气化工艺周期循环运行;各子气化炉之间又保持气化工艺周期的错位;这样可以实现利用轻质成型物料中的低温热解原料、中温热解原料来协同处理难以气化的高温热解原料(如沥青块、旧轮胎、废橡胶、废电线等)。这种协同处理发生在气化炉阵列内部,而且通过各个子气化炉工艺状态的协同互补,消除了因轻质物料组成的复杂性对气化处理过程的影响,提高了处理工艺的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及环境保护领域中固体垃圾及生物质废弃物处理及利用技术领域,特别涉及一种针对成分复杂的轻质物料处理的气化工艺。
背景技术
随着我国城市化进程的加速,城市人口规模增加,社会生产力的提高,以及人们生活水平的不断改善,城市各类固体垃圾的问题也日益突出。而且,需要关注的是,城市固体垃圾不仅仅是产生量在迅速增加,固体垃圾的来源和种类也变的日益复杂。
我国现阶段,城市固体垃圾的来源包括各种生活垃圾、工业固废、建筑垃圾、装修垃圾等。不完全统计,2020年我国大、中城市建筑垃圾(包括渣土、工程泥浆、拆除垃圾、装修垃圾和工程垃圾)产量超35亿吨,工业固废产量超过37亿吨。
固体废弃物处理是我国可持续发展面临的严峻挑战之一,加强固体废弃物的无害化、减量化和资源化处理成为我国生态环境领域重点工作。那么,合理化利用现有各种来源的轻质物料作为物料来代替燃煤向工业企业供能,则能够有效促进了我国的节能减排目标。
由于我国城市的轻质物料来源多,包括建筑垃圾、干垃圾、装修垃圾、园林垃圾、一般工业固废等;种类也非常复杂,包括废旧纸张、破布、废旧家具、装修垃圾、园林剪枝、建筑模板、蛇皮袋、塑料袋、沥青块、废旧橡胶等等。特别是这些复杂轻质物料在实际收、储、运过程中,往往都是混合、掺杂和堆放在一起。对于这些废弃物,根据其不同物理化学特性进行分选的技术难度大,进行分门别类处理的成本也过高。
气化燃烧技术是焚烧技术的替代技术,它可以解决直接焚烧二次污染问题,已成为处理固体轻质物料的主要手段之一。但是,现有的气化技术及气化炉以农林业的生物质废弃物为主要物料。这种生物质轻质物料来源稳定,成份也比较简单,因此采用的生物质气化工艺和设备也相对单一。
但是,对于成份复杂、物理化学特性各异、热值范围变化大的复杂轻质物料,现有的生物质气化技术及其气化炉却难以实现高效、可靠、连续的处理。特别是对于复杂轻质物料中如沥青块、旧轮胎、废橡胶、废电线等难以气化的高温热解原料,也亟需寻找新的气化处理方法及处理系统。
协同处理是资源化处理废弃物领域常用的手段,是指利用企业其它的生产过程(如工业窑炉、电站锅炉等),在正常使用原工艺技术(包括原料或物料)的基础上,以某类废弃物作为部分原料或物料,从而实现废弃物的资源化利用。
协同处理的特征是以原有正常的生产工艺为主,在保证生产质量不下降的前提下,为废弃物提供处理条件,即采用常规原料或物料+废弃物的模式。例如:利用水泥窑协同处理有机污泥,利用发电厂锅炉协同处理生活干垃圾。但是,利用现有的协同处理方案来处理复杂轻质物料时,将面面临一定的困难。一方面,它仍然需要大量的常规物料(如燃煤)以保证正常生产过程或产品质量不下降;另一方面,需要对复杂轻质物料进行分选,挑选出物理化学特性符合协同条件的废弃物。
实际上,根据城市的复杂轻质物料的构成,可以分为低温、中温和高温热解原料。其中,低温热解原料主要包括破布、蛇皮袋、塑料袋等,它们的热解温度通常在250~350℃;中温热解原料主要包括废旧家具、园林剪枝、建筑模板等木质材料,它们的热解温度通常在350~500℃;高温热解原料主要包括沥青块、沥青块、废旧橡胶、旧电线、PVC管等,它们的热解温度通常在500℃以上。利用现有生物质气化技术及气化炉处理这类复杂轻质物料非常困难。轻质物料中的低温热解原料会造成裂解气化气在短期内的产生量剧增、热值波动剧烈;而沥青块、橡胶等高温热解原料又无法进行充分裂解气化,大量残余物出现的气化炉的灰渣中。
常规解决上述问题的手段是对复杂轻质物料进行分选,将低温热解原料、中温热解原料(主要是木质)和高温热解原料分选出来,分别采用不同的处理手段。也可以对分选出来的木质原料(废旧家具、园林剪枝、建筑模板等)进行气化燃烧,利用生物质气化炉来协同处理难以气化的沥青块、废旧橡胶等高温热解原料。但是,轻质物料进行分选的技术难度大,实施成本过高。
那么,利用复杂轻质物料自身特点,在不进行分选和额外使用常规物料的前提下,充分利用轻质物料混合成份中热解气化特性的差异,通过工艺手段和处理系统设计,来实现轻质物料内部的协同气化,则是解决上述问题的另一条有效途径。
发明内容
为了达到上述目的,本发明提供了一种适用于轻质物料处理的气化工艺,本发明可实现成份复杂、物理化学特性各异、热值范围变化大的复杂轻质物料的处理,让复杂的城市垃圾成为资源。本发明所提供方法的一个特点就是不需要对复杂轻质物料进行分选。
本发明提供的气化工艺可用于处理各类轻质物料及其混合物,包括废旧纸张、破布、废旧家具、装修垃圾、园林剪枝、建筑模板、蛇皮袋、塑料袋、沥青块、农业秸秆、塑料片、有机膜等等。
本发明提供一种适用于轻质物料处理的气化工艺,具体步骤包括:
(1)破碎混合:复杂轻质物料混合的成份很复杂,其中废旧家具、园林剪枝、建筑模板等体形较大且形态各异,需要进行破碎整理。具体为,无需对各类复杂轻质物料进行分选,直接将复杂轻质物料经破碎机形成碎块或薄片,再将破碎后轻质物料充分地混合搅拌。
(2)物理成型:充分利用轻质物料中混合的破布、塑料袋等热塑性原料,对破碎后轻质物料进行低温挤压成型。具体为,将混合轻质物料加热到140-160℃,轻质物料中混合的热塑性原料呈现软化状态,再通过施加外部挤压形成100mm以内的轻质成型物料(颗粒状、棒状或块状)。
(3)多路配料:具体为,使用单路输入、多路(n路)输出的配料通道;利用该配料通道,将所述轻质成型物料分配到气化炉阵列(具有n个子气化炉)的投料器中,并保证每个子气化炉物料供给充分。该步骤中所述的气化炉阵列,由多个(n个)相同或相似的子气化炉并行构成,且各个子气化炉彼此独立运行。所述的子气化炉可以是一个独立的气化炉设备,也可以是一个设备内部独立的气化炉膛。优选的,所述多个(n个)为3个及以上。
(4)自协同投料:具体为,在配料通道与气化炉阵列之间,设置多个(n个)投料器;利用投料器控制每个子气化炉的投料时间和投料量,该步骤有三个主要特征:第一,每个子气化炉在整个系统运行过程中获得的物料总量相等;第二,每个子气化炉由投料工艺步骤来触发一个完整的气化工艺周期;第三,多个(n个)子气化炉的投料时间彼此交错,并以此形成各个子气化炉之间气化工艺周期的错位。
为使气化炉阵列能达到有效的“自协同”目的,步骤(4)中自协同投料对第个()子气化炉的投料时间和投料量,优选的,进一步可通过如下逻辑步骤进行控制:
(4-1)获取当前的系统运行时间,获取第/>个子气化炉当前的气化温度/>,由温度传感器实测得到。
(4-2)如果成立,则上调第/>个子气化炉的投料量(优选的上调投料量采用公式:/>),立刻驱动第/>个子气化炉以投料量/>投料并进行步骤(4-5)结束;否则进行步骤(4-3)。
(4-3)如果成立,则立刻驱动第/>个子气化炉以投料量/>进行投料并进行步骤(4-5)结束;否则进行步骤(4-4)。
(4-4)如果成立,则下调第/>个子气化炉的投料量(优选的下调投料量采用公式:/>),并立刻对第/>个子气化炉以投料量/>投料并进行步骤(4-5)结束;否则进行步骤(4-1)。
(4-5)结束:结束对第个子气化炉的投料控制。
上述的运算符为求余运算;所述/>为一个完整的气化工艺周期的所需要的运行时间,由具体的气化炉类型决定,一般设置在10~60分钟之间;所述/>为整个气化工艺周期的气化温度最高点,一般设置在300℃~550℃之间;所述/>为第/>个子气化炉当前的投料量。
在上述对第个子气化炉的投料时间和投料量的控制逻辑中可以看出,本发明可根据实际测量的气化温度/>及其变化时间范围,对投料量/>进行自适应调整。对于气化温度/>上升过快、过高的子气化炉,通过上调投料量/>进行工艺状态的压制、减缓温度变化;而对于气化温度/>上升缓慢的子气化炉,则通过下调投料量/>,提高子气化炉对气化温度的灵敏程度。最终,通过各子气化炉之间的“自主”协同调整,实现各子气化炉的工艺状态相对均衡。
(5)实施气化工艺周期:具体为,在气化炉阵列中的每个子气化炉中,均按完整的气化工艺周期来循环往复运行;该步骤同时存在n个气化工艺周期在并行运行,且n个气化工艺周期之间保持错位;优选的,气化工艺周期可以包括以下工艺步骤:
(5-1)投料:具体为,通过投料器将所述轻质成型物料按预定量投放到子气化炉的气化室内部。气化温度达到整个气化工艺周期的最高点;所述气化温度是指子气化炉的气化室出口的实时温度。
(5-2)脱水及预热:具体为,利用子气化炉的气化室内部的高温工况,对内的所述轻质成型物料进行加热,蒸发所述轻质成型物料所含的自由水和吸着水;所述轻质成型物料进一步升温,析出物料所含的化合水并初步达到热裂解温度。该工艺步骤的特征是:所述轻质成型物料的温度开始上升逐渐达到240-260℃,而气化温度由最高点下降至最低点,其气态产物为水蒸气。
(5-3)低温热解原料气化:具体为,随着所述轻质成型物料的温度升高,所述轻质成型物料中所含的低温热解原料部分开始裂解气化;所述低温热解原料主要包括破布、蛇皮袋、塑料袋等废弃物,低温热解原料的特征在于其热解温度通常在250℃~350℃;轻质物料的温度上升逐渐达到350℃左右,而气化温度由最低点开始上升,其气态产物为高热值裂解气化气。
(5-4)中温热解原料气化:具体为,所述轻质成型物料的温度进一步升高,所述轻质成型物料中所含的中温热解原料部分开始裂解气化;所述中温热解原料主要包括废旧家具、园林剪枝、建筑模板等木质材料;中温热解原料的特征在于其热解温度通常在350℃~500℃;轻质物料的温度进一步上升逐渐达到500℃左右,而气化温度同步上升,其气态产物为中热值裂解气化气。
(5-5)高温热解原料气化:具体为,所述轻质成型物料的温度上升至最高,所述轻质成型物料中所含的高温热解原料部分开始裂解气化;所述高温热解原料主要包括沥青块、废旧橡胶等;高温热解原料的特征在于其热解温度通常在500℃以上;轻质物料的温度超过500℃并上升至最高,而气化温度上升接近整个工艺周期的最高点,其气态产物为低热值裂解气化气。
回到步骤(5-1),循环往复运行。
(6)裂解气化气汇集:具体为,将多个(n个)子气化炉的气态产物进行混合形成高稳定燃气,再通过高温燃气管道将高稳定燃气送至燃气锅炉。该步骤主要特征是高温燃气管道为稳定流量,可使得各个子气化炉的轻质物料处理量均衡;同时,优选的,高温燃气管道需保持300℃以上高温,以避免高稳定燃气中的焦油冷凝造成管道堵塞。
虽然气化炉阵列中的多个(n个)子气化炉,都在按完整步骤(5)所示的气化工艺周期循环往复运行,但每个子气化炉的具体投料时间是受步骤(4)控制而彼此交错开的。因此,在任意某一具体时刻,各个子气化炉均是工作在不同的工艺步骤中。例如:有的工作在步骤(5-2)脱水及预热状态,其气态产物为水蒸气;有的工作在步骤(5-3)低温热解原料气化状态,其气态产物为高热值裂解气化气;……;还有的在步骤(5-5)高温热解原料气化状态,其气态产物为低热值裂解气化气。因此,从宏观上看,将所有多个(n个)子气化炉的气态产物进行混合汇总,形成了成份和热值均高稳定燃气。
(7)燃气锅炉燃烧:具体为高稳定燃气在燃气锅炉内燃烧,被转换为蒸气以进行能源利用。燃烧产生的烟气,净化达到环保指标后排放。
在客观上,本发明中的一种适用于轻质物料处理的气化工艺,可以实现利用便于裂解气化的低温热解原料、中温热解原料来协同处理难以气化的沥青块、废旧橡胶等高温热解原料。而且这种协同是发生在气化炉阵列的内部,是各个子气化炉通过不同的工艺步骤(工艺状态)来实现的“自主”协同。从而使得各子气化炉之间处于相互依存、协同运行的状态。
采用以上工艺方案后,本发明的有益效果为:
(1)无需对复杂轻质物料进行分选。本发明可以直接处理建筑垃圾、干垃圾、装修垃圾、园林垃圾、农林废弃物、一般工业固废中复杂种类的轻质物料及其混合物;并将轻质物料转化为燃气,充分实现能源再利用。
(2)实现内部的“自协同”处理。本发明通过气化炉阵列内部各个子气化炉的工艺状态控制,实现了利用轻、中温热解原料(气化温度低)来协同处理难以气化的沥青块、废旧橡胶等高温热解原料的目标。这种协同处理发生在气化炉阵列内部,是“自主”的协同,无需额外使用常规物料。
(3)提高燃气稳定性。在任意时刻,各个子气化炉均是工作在不同的工艺步骤中,彼此平衡互补;汇集后可形成热值更稳定的燃气,从而消除了因轻质物料组成的复杂性对气化处理过程的影响,提高了处理工艺的稳定性。
附图说明
图1 为本发明的工艺流程图;
图2 为本发明中“自协同投料”对第i个子气化炉投料的控制流程图。
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,所描述的实施例仅仅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。
本发明提供一种适用于轻质物料处理的气化工艺,可用于处理各类轻质物料及其混合物,包括废旧纸张、破布、废旧家具、装修垃圾、园林剪枝、建筑模板、蛇皮袋、塑料袋、沥青块、农业秸秆、塑料片、有机膜等等。
本实施例中以处理建筑垃圾中的轻质物料为例,结合图1对本发明一种适用于轻质物料处理的气化工艺的具体实施方式做进一步详述:
(1)破碎混合。本实施例涉及的建筑垃圾中的轻质物料,包括低温热解原料(如:旧蛇皮袋、废塑料袋等)、中温热解原料(如:旧门窗、建筑模板等)、高温热解原料(如:沥青块、旧电线、防雨布等)。其中旧门窗、建筑模板、旧电线等体形较大且形态各异,因此,直接将上述轻质物料经破碎机形成30mm左右的碎块,再使用回转搅拌机将破碎后轻质物料充分地混合搅拌。
(2)物理成型。利用电加热器,将混合轻质物料加热到150℃;待轻质物料中的旧塑料软化后,再利用压棒机将上述轻质物料压制成直径50mm、长80mm的物料棒。
(3)多路配料。使用单路输入、5路输出的螺旋送料器(即n=5),将物料棒分配到气化炉阵列(含有5个子气化炉)的投料器中;5个子气化炉选用完全相同且气化量为0.4吨/小时的上吸式固定床气化床。
(4)自协同投料。选用DCS控制系统来控制5个投料器,利用投料器控制5个子气化炉的投料时间和投料量,并使得:①每个子气化炉获得的物料总量相等,平均为0.4吨/小时,即平均为0.4吨/小时(约67公斤/10分钟),/>;②每个子气化炉由投料来触发一个完整的气化工艺周期,一个完整气化工艺周期的时间/>分钟;③5个子气化炉的投料时间彼此交错,错位时间平均为2分钟。
(5)实施气化工艺周期。同时使5个子气化炉分别独立的循环往复运行各自的气化工艺周期。每个子气化炉的气化工艺周期包括5个工艺步骤:
(5-1)投料:对于任意第i个()子气化炉的投料器,将投料量/>公斤(相当于一个完整工艺周期10分钟内的投料量)物料棒投放到气化室内部。此时,第i个子气化炉气化温度(即气化室出口温度)达到气化工艺周期的最高点/>。
(5-2)脱水及预热:物料棒的温度由常温开始上升逐渐达到250℃,物料棒所含的自由水、吸着水以及化合水分别析出;气化温度由最高点下降至最低点260℃;该步骤的气态产物为水蒸气。
(5-3)低温热解原料气化:随着物料棒温度上升逐渐达到350℃,物料棒中的低温热解原料部分(旧蛇皮袋、废塑料袋等)开始裂解气化;气化温度由最低点260℃开始上升到330℃,其气态产物为高热值裂解气化气。
(5-4)中温热解原料气化:物料棒温度进一步升高并逐渐达到500℃,物料棒中的中温热解原料部分(主要是本质材料)开始裂解气化;气化温度也进一步上升到390℃左右,其气态产物为中热值裂解气化气。
(5-5)高温热解原料气化:轻质物料的温度超过500℃以上,轻质物料中所含的高温热解原料部分(如:沥青块、旧电线、防雨布等)开始裂解气化;气化温度上升接近450℃,其气态产物为低热值裂解气化气。
回到工艺步骤(5-1),循环往复运行。
(6)裂解气化气汇集:将5个子气化炉的气态产物进行混合形成高稳定燃气,再通过304不锈钢制成的高温燃气管道,将高稳定燃气送至10吨/小时燃气锅炉。
在输送过程中,高温燃气管道的流量设置为1500立方/小时,高温燃气管道需保持在350℃左右。
(7)燃气锅炉燃烧:1500立方/小时的高稳定燃气在燃气锅炉内燃烧,实际产蒸气量约8吨/小时给企业供热。燃烧产生的烟气,经脱销喷淋、布袋除尘后达到环保指标并排放。
上述步骤(4)“自协同投料”中需要对第i个子气化炉的投料时间和投料量进行控制。本实施例中,以第1个气化炉(即)为例,结合图2对本发明中投料时间和投料量控制的具体实施方式做进一步详述:
(4-1)开始:在本实施例中,对第1个子气化炉的投料控制,即。
(4-2)获取当前的系统运行时间。
在本实施例中,设获取当前系统运行时间=21(单位为分钟)。
(4-3)获取第个子气化炉当前的气化温度/>。
在本实施例中,获取第1个子气化炉的气化温度,且得当前第1个子气化炉的气化温度。
(4-4)判断本工艺周期内,第1个子气化炉是否已经投料?如果已投料,则直接进行步骤(4-8)结束;如果还没有投料,进行步骤(4-5)。
在本实施例中,第1个子气化炉尚未进行投料,所以进行步骤(4-5)。
(4-5)如果成立。则上调第/>个子气化炉的投料量/>,并立刻对第/>个子气化炉以投料量/>进行投料并进行步骤(4-8);否则进行步骤(4-6)。
在本实施例中,,/>,/>,/>,/>,,将上述数据代入本步骤判断式中则有,/>,而,因此本步骤的判断式不成立,进行步骤(4-6)。
(4-6)如果成立,则立刻驱动第/>个子气化炉以投料量/>进行投料并进行步骤(4-8)结束;否则进行步骤(4-7)。
在本实施例中,,/>,/>,/>,/>,,将上述数据代入本步骤判断式中则有,/>,/>,,因此判断式/>成立。这也说明,在本实施例中,第1个子气化炉内气化温度/>符合工艺要求,无需调整投料量,直接以/>(67公斤/10分钟)进行投料并进行步骤(8),结束对第1个子气化炉的投料控制。
(4-7)如果成立,则下调第/>个子气化炉的投料量/>(优选的,/>),并立刻对第/>个子气化炉以投料量/>投料并进行步骤(4-8)结束;否则进行步骤(4-2)。
在本实施例中,步骤(4-6)已执行了投料并结束,步骤(4-7)无法执行。就本实施例中,,/>,/>,/>,很明显,步骤(4-7)中的判断式也不成立。
(4-8)结束:结束对第1个子气化炉的投料控制,开始对下一个(第2个)子气化炉的投料控制。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
Claims (9)
1.一种适用于轻质物料处理的气化工艺,其特征在于:包括如下步骤:
(1)破碎混合:将未检料分选的复杂轻质物料经破碎机形成碎块或薄片,再将破碎后的轻质物料充分地混合搅拌;
(2)物理成型:将混合后的所述轻质物料加热到140-160℃,之后所述轻质物料中的热塑性原料呈现软化状态,再通过施加外部挤压形成轻质成型物料;
(3)多路配料:利用单路输入、多路输出的配料通道,将所述轻质成型物料分配到具有多个子气化炉的气化炉阵列的投料器中,并保证气化炉阵列的每个子气化炉物料供给充分;
(4)自协同投料:在所述配料通道与所述气化炉阵列之间,设置多个所述投料器,并通过所述投料器控制每个子气化炉的投料时间和投料量;
所述的自协同投料中,对第个子气化炉的投料时间和投料量,通过如下的控制逻辑步骤来实现:其中/>,n≥3;
(4-1)获取当前的系统运行时间,获取第/>个子气化炉当前的气化温度/>,其由温度传感器实测得到;
(4-2)如果成立,则上调第/>个子气化炉的投料量/>,并立刻对第/>个子气化炉以投料量/>进行投料并进行步骤(4-5);否则进行步骤(4-3);
(4-3)如果成立,则立刻对第/>个子气化炉以投料量/>进行投料并进行步骤(4-5);否则进行步骤(4-4);
(4-4)如果成立,则下调第/>个子气化炉的投料量/>,并立刻对第/>个子气化炉以投料量/>进行投料并进行步骤(4-5);否则进行步骤(4-1);
(4-5)结束:结束对第个子气化炉的投料控制;
所述的运算符为求余运算;所述/>为一个完整的气化工艺周期的所需要的运行时间,由具体的气化炉类型决定,设置为10~60分钟之间;所述/>为整个气化工艺周期的气化温度最高点,设置为300℃~550℃之间;
(5)实施气化工艺周期:所述气化炉阵列中的每个子气化炉,均按完整的气化工艺周期来循环往复运行;
(6)裂解气化气汇集:将多个子气化炉的气态产物进行混合形成高稳定燃气,再通过高温燃气管道将所述高稳定燃气送至燃气锅炉;
(7)燃气锅炉燃烧:所述高稳定燃气在燃气锅炉内燃烧,被转换为蒸气以进行能源利用,燃烧产生的烟气,净化达到环保指标后排放。
2.根据权利要求1所述的一种适用于轻质物料处理的气化工艺,其特征在于:所述的气化炉阵列由多个相同或相似的子气化炉并行构成,且各个子气化炉彼此独立运行。
3.根据权利要求1或2所述的一种适用于轻质物料处理的气化工艺,其特征在于:所述子气化炉为一个独立的气化炉设备,或者为一个独立的气化炉膛。
4.根据权利要求1所述的一种适用于轻质物料处理的气化工艺,其特征在于:所述高稳定燃气输出量为稳定流量,使各个子气化炉的轻质物料处理量均衡。
5.根据权利要求1所述的一种适用于轻质物料处理的气化工艺,其特征在于:所述步骤(4-2)的上调投料量,采用更新公式;所述步骤(4-4)的下调投料量,采用更新公式/>。
6.根据权利要求1所述的一种适用于轻质物料处理的气化工艺,其特征在于:所述的步骤(5)实施气化工艺周期中,同时存在多个气化工艺周期并行运行,且多个气化工艺周期之间保持错位;任一个所述气化工艺周期包括以下工艺步骤:
(5-1)投料:通过所述投料器将所述轻质成型物料按预定的投料量投放至子气化炉的气化室内部;
(5-2)脱水及预热:利用子气化炉的气化室内部的高温工况,对所述轻质成型物料进行加热,随温度上升,依次蒸发出所述轻质成型物料所含的自由水和吸着水,并析出所述轻质成型物料所含的化合水;
(5-3)低温热解原料气化:随着所述轻质成型物料的温度升高,所述轻质成型物料中所含的低温热解原料部分开始裂解气化;
(5-4)中温热解原料气化:所述轻质成型物料的温度进一步升高,所述轻质成型物料中所含的中温热解原料部分开始裂解气化;
(5-5)高温热解原料气化:所述轻质成型物料的温度上升至600℃以上,所述轻质成型物料中所含的高温热解原料部分开始裂解气化。
7.根据权利要求6所述的一种适用于轻质物料处理的气化工艺,其特征在于:所述步骤(5-1)投料中,气化温度达到整个气化工艺周期的最高点;所述的气化温度是指子气化炉的气化室出口的实时温度;
所述步骤(5-2)脱水及预热,所述轻质成型物料的温度上升达到240-260℃,气化温度由整个气化工艺周期的最高点下降至最低点,该工艺步骤的气态产物为水蒸气;
所述步骤(5-3)低温热解原料气化中,所述轻质成型物料的温度上升逐渐达到350℃,而气化温度由最低点开始上升,该工艺步骤的气态产物为高热值裂解气化气;
所述步骤(5-4)中温热解原料气化中,所述轻质成型物料的温度进一步上升逐渐达到500℃,而气化温度同步上升,该工艺步骤的气态产物为中热值裂解气化气;
所述步骤(5-5)高温热解原料气化中,所述轻质成型物料的温度超过500℃并上升至600℃以上,气化温度上升至整个工艺周期的最高点,该工艺步骤的气态产物为低热值裂解气化气。
8.根据权利要求6所述的一种适用于轻质物料处理的气化工艺,其特征在于:所述低温热解原料的热解温度为250℃~350℃;所述中温热解原料的热解温度为350℃~500℃;所述高温热解原料的热解温度为500℃以上。
9.根据权利要求1所述的一种适用于轻质物料处理的气化工艺,其特征在于:所述的步骤(6)裂解气化气汇集中,高温燃气管道保持300℃以上高温。
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