CN204981740U - 一种有机质废物热解炭化处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种有机质废物热解炭化处理装置，包括燃烧室、前置处理单元、炭化处理单元、气体处理单元和气体利用单元，所述燃烧室设置一燃烧器，前置处理单元为外热式干燥机，该干燥机设置有干燥机夹套，炭化处理单元为外热式炭化炉，该炭化炉设置有炭化炉夹套，气体处理单元包括烟气收集管路、第一级处理塔和第二级处理塔，干燥机的气体出口通过烟气收集管路与第一级处理塔相连接，气体利用单元包括不凝气导管，第二级处理塔的出气口通过不凝气导管与燃烧室相连通，将第二级处理塔中得到的第二不凝气体引入燃烧室。本实用新型具有工艺简化、设备简单、运行稳定可靠、炭化时间短、热能利用率高、油分回收率高等优点。

Description

一种有机质废物热解炭化处理装置

技术领域：

本实用新型属于有机废弃物资源化利用领域，更具体的说是涉及一种有机质废物热解炭化处理装置。

背景技术：

传统的农业、林业、畜牧业、水产业或食品加工业等排放的产业废弃物以及各种商店、企业、普通家庭等排放的垃圾等物质中包含了含有机质的废弃物，这些有机质废物中仅3％被堆肥或被用作动物饲料，其余的被通过填埋或焚化炉处理。除此之外，还包括石油开采过程中产生的以污水和污泥为主的废弃物，以及医院排放的医疗废弃物等，焚烧处理会产生含有酸性气体(如HCL、SOX、HF等)、氮氧化物(Nox)、二噁英(PCDDS/PCDFS)和重金属(Hg、Pb)等有毒气体和有毒物质，严重污染环境。另一方面，采取发酵、分解处理的方式，虽然可以通过有机废物的堆肥化、饲料化而实现有效利用，但有机废物堆积并完全发酵需要花费大量的时间和精力。日前，有机废物的资源化处理技术渐渐被行业所采用。

中国发明专利公开说明书CN104031665A公开了一种可燃废物定向热解方法，其根据对可燃废物不同的热解需求进入不同的热解步骤，包括获取可燃废物热解碳步骤、获取可燃废物热解焦油步骤、获取可燃废物热解可燃气步骤，不同的热解步骤均在热解炉内进行，仅通过调节控制热解炉的温度达到相应的热解步骤。

在实际的使用过程中，据申请人反映，该方法能够较好地完成城市生活垃圾、医疗垃圾、陈腐垃圾、废轮胎、废塑料、工业废弃物、污泥、餐厨垃圾、园林树枝树叶废弃物、畜禽粪便中的一种的热解，但是其存在下述的一系列问题：不同的热解步骤均在热解炉内进行，而可燃废物热解碳步骤中会伴随另外两个热解步骤，但不同的热解步骤其热解所需温度不同，在热解炉内的反应时间也不同，两个步骤产生的气体产物的成分也有很大区别，例如在前期的水分蒸发过程中产生的气体是就存在含水量高、发热值低的问题，因此不同热解步骤所需热量不能根据实际需求进行自动调节；另外该方法前期需要将原料的水分率降低至30％以下的预处理过程；该种方法是批次性处理，不能实现连续化处理；整体工艺及对应结构复杂，热量利用率低，生产成本高。

实用新型内容：

本实用新型的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种有机质废物热解炭化处理装置，该装置配置一个燃烧室和燃烧器，可根据干燥机和炭化炉的实际需要进行分别供热，设备及对应结构简化，运营成本低，可实现大规模连续性生产。

本实用新型解决所述技术问题的方案是：

一种有机质废物热解炭化处理装置，包括燃烧室、前置处理单元、炭化处理单元、气体处理单元和气体利用单元，其特征在于：

所述燃烧室设置一燃烧器；

所述前置处理单元为外热式干燥机，该干燥机设置有干燥机夹套，干燥机夹套通过烟气输送管路与燃烧室的高温烟气出口相通；

所述炭化处理单元为外热式炭化炉，该炭化炉设置有炭化炉夹套，炭化炉夹套通过烟气输送管路与燃烧室的高温烟气出口相连通；

所述气体处理单元包括烟气收集管路、第一级处理塔和第二级处理塔，干燥机的气体出口通过烟气收集管路与第一级处理塔相连接，干燥机中产生的气相产物引入第一级处理塔，经第一喷淋器喷淋冷凝后得到第一油分；炭化炉的气体出口通过烟气收集管路与第二级处理塔相连接，炭化炉内产生的气相产物引入第二级处理塔，经第二喷淋器喷淋冷凝后得到第二油分；

所述气体利用单元包括不凝气导管，第二级处理塔的出气口通过不凝气导管与燃烧室相连通，将第二级处理塔中得到的第二不凝气体引入燃烧室，燃烧室产生的高温烟气通过烟气输送管路传输至干燥机夹套和炭化炉夹套内。

作为改进，所述干燥机夹套和炭化炉夹套的出口管路均设置一用于调节相对应的出口压力的风道调节阀，通过风道调节阀和与该风道调节阀相连通的第一引风机控制干燥机夹套和炭化炉夹套内的压力。

本实用新型使用一个燃烧室向干燥机夹套和旋转炭化炉夹套分别进行供热，通过调节该燃烧器的供热量进而调节、控制和保持进入干燥机夹套和旋转炭化炉夹套内的高温烟气的温度，并根据工艺过程中的实际需求，通过调节风道调节阀的风道开口大小和引风机的引风量实现高温烟气在干燥机夹套和旋转炭化炉夹套内的流速，进而调节、控制和保持干燥机和旋转炭化炉始终保持在合适的工作温度，结构简单、易于控制。

作为改进，所述第一级处理塔的出气口通过不凝气导管与燃烧室相连通，将第一级处理塔中得到的第一不凝气体引入燃烧室，燃烧室产生的高温烟气通过烟气输送管路传输至干燥机夹套和炭化炉夹套内。

作为改进，所述不凝气导管上均设有与其相连通的第二引风机，分别将第一不凝气体和第二不凝气体引入燃烧室内作为供热燃料进行燃烧。

作为改进，还包括用于对干燥机夹套和旋转炭化炉夹套出口排出的烟气进行净化的活性炭吸附塔和布袋除尘器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

(1)本实用新型干燥机和旋转炭化炉分别采用设置热风炉的常规模式，将燃烧室和热风炉归为一体，仅使用燃烧器，实现了燃烧室对干燥机和旋转炭化炉分别供热的方式；仅通过调节该燃烧器的供热量进而调节、控制和保持进入干燥机夹套和旋转炭化炉夹套内的高温烟气的温度。

(2)通过配置的第一级处理塔和第二级处理塔的结构和形式，污泥在干燥机和旋转炭化炉中产生的气相产物可分别净化式回收，提高油分回收效率，解决管道堵塞问题，可实现对多种有机废物的热解气进行资源化回收。

(3)通过风道调节阀和引风机的共同作用，实现干燥机和旋转炭化炉夹套内的压力的精密控制，可根据工艺过程中的实际需求，通过调节风道调节阀的风道开口大小和引风机的引风量实现高温烟气在干燥机夹套和旋转炭化炉夹套内的流速，进而调节、控制和保持干燥机和旋转炭化炉始终保持负压状态并维持在合适的工作温度，其结构简单、调节方便且成本低。

(4)增加了热解气净化分离与布袋除尘器，可适用于更大范围有机废物的热解炭化处理，包括普通的木质、桔梗类的生物质，特别是可针对处理物在处理过程中会产生污染气体(如，Nox，二噁英等)的废物，如生活垃圾、污水厂污泥、危险废物、农林及秸秆废物、畜禽粪便、生活垃圾、食品残渣、医疗垃圾及病死害动物尸体等。

综上所述，本实用新型具有工艺简化、设备结构简单、运行稳定可靠、炭化时间短、热利用率高等优点。

附图说明：

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：

图1为现有技术中干燥机的部分结构示意图；

图2为现有技术中旋转炭化炉的部分结构示意图；

图3为本实用新型中干燥机的部分结构示意图；

图4为本实用新型中旋转炭化炉的部分结构示意图；

图5为本实用新型有机质废物热解炭化处理装置的整体结构示意图；

图6为本实用新型中风道调节装置的整体结构示意图。

图中：1、燃烧室；1a、燃烧器；2、干燥机；21、干燥机夹套；2a、干燥机的气体出口；2b、干燥机的固体进口；2c、干燥机的固体出口；3、炭化炉；31、炭化炉夹套；3a、炭化炉的气体出口；3b、炭化炉的固体进口；1a、高温烟气出口；4、烟气输送管路；4a、稀释口；5、烟气收集管路；6、第一级处理塔；61、第一喷淋器；7、第二级处理塔；71、第二喷淋器；8、螺旋输送管道；9、炭化残渣容器；10、不凝气导管；11、出口管路；12、风道调节阀；13、活性炭吸附塔；14、布袋除尘器；15、第一引风机；16、急冷塔；17、第二引风机。

具体实施方式：

以下所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型的范围进行限定。

实施例

图5为本实施例有机质废物热解炭化处理装置的整体结构示意图。如图5所示，一种有机质废物热解炭化处理装置，包括燃烧室1、前置处理单元、炭化处理单元、气体处理单元和气体利用单元，所述燃烧室1设置一燃烧器1a，该燃烧器1a为天然气燃烧器、生物质颗粒燃烧器、燃油燃烧器、煤粉燃烧器；如图3所示，所述前置处理单元为外热式干燥机2，该干燥机2设置有干燥机夹套21，干燥机夹套21通过烟气输送管路4与燃烧室1的高温烟气出口1a相通；如图4所示，所述炭化处理单元为外热式炭化炉3，该炭化炉3设置有炭化炉夹套31，炭化炉夹套31通过烟气输送管路4与燃烧室1的高温烟气出口1a相连通；

所述气体处理单元包括烟气收集管路5、第一级处理塔6和第二级处理塔7，干燥机2的气体出口2a通过烟气收集管路5与第一级处理塔6相连接，第一级处理塔6内部设有第一喷淋器61，其位于第一级处理塔6的进气口上方，干燥机2中产生的气相产物通过其气体出口2a经烟气收集管路5由第一级处理塔6的进气口引入第一级处理塔6内，经第一喷淋器61喷淋冷凝后得到第一油分，经油水分离器后实现油、水分离；炭化炉3的气体出口3a通过烟气收集管路5与第二级处理塔7相连接，第二级处理塔7内部设有第二喷淋器71，其位于第二级处理塔7的其进气口上方，炭化炉3内产生的气相产物通过其气体出口3a经烟气收集管路5引入第二级处理塔7内，经第二喷淋器71喷淋冷凝后得到第二油分，经油水分离器后实现油、水分离；本实用新型中有机质废物通过螺旋输送管道8由干燥机2的固体进口2b送入干燥机2内，在干燥机2内干化后经其固体出口2c排出，并通过螺旋输送管道8由炭化炉3固体进口3b送入炭化炉3内，热解炭化后得到的固体残渣由炭化炉3的固体出口3c排出冷却后封存到炭化残渣容器9内。本实施例中，所述有机质废物为污水污泥、含油污泥、生物质废物、动物尸体、医疗废弃物组成的混合物的至少一种，其中，针对动物尸体的热解炭化，需要将动物尸体通过破碎装置进行破碎处理后，送入所述前置处理室内。

所述气体利用单元包括不凝气导管10，不凝气导管10上设有与其相连通的第二引风机17，第一级处理塔6和第二级处理塔7的出气口分别通过不凝气导管10与燃烧室1相连通，第一级处理塔6中得到的第一不凝气体通过第二引风机17由其出气口经不凝气导管10引入燃烧室1进行燃烧，第二级处理塔7中得到的第二不凝气体通过第二引风机17由其出气口经不凝气导管10引入燃烧室1进行燃烧，第一不凝气体和第二不凝气体在燃烧室1内发生氧化反应获得的高温烟气通过烟气输送管路4经干燥机夹套21和炭化炉夹套31进口传输至干燥机夹套21和炭化炉夹套31内，实现燃烧室1对干燥机2和炭化炉3分别供热。

所述干燥机夹套21和炭化炉夹套31的出口管路11均设置一急冷塔16和用于调节相对应的出口压力的风道调节阀12，所述急冷塔16和风道调节阀12之间均设置一活性炭吸附塔13，在活性炭吸附塔13和风道调节阀12之间还可设有用于脱除烟气中的酸性气体的脱酸装置，同时，该布袋除尘器14的出口设置有与其相连通的第一引风机15，干燥机夹套21和炭化炉夹套31出口排出的烟气分别先经急冷塔冷16却至200℃以下后，再经活性炭吸附塔13和脱酸装置过风道调节阀12进入布袋除尘器14进行净化处理后达标排放。如图6所示，通过调节风道调节阀12的风道开口大小及与该风道调节阀12相连通的第一引风机15的引风量大小，实现高温烟气在干燥机夹套和炭化炉夹套内的流速，控制干燥机夹套21和炭化炉夹套31内的压力为负压，进而调节、控制和保持干燥机和炭化炉始终保持在合适的工作温度。其中，风道调节阀12均可由低压风机代替，通过调节第一引风机15和低压风机的引风量大小，控制干燥机夹套21和炭化炉夹套31内的压力为负压。

所述与干燥机夹套21的进口相连接的烟气输送管路4上还设有用于控制干燥机夹套21进风量的稀释口4a，该稀释口4a用于调节进入干燥机夹套21内高温烟气的温度；与此同时，干燥机2和炭化炉3均设置有温度压力传感器，使得干燥机夹套21和炭化炉夹套31内的压力和温度可单独、精密控制。

Claims (4)

1.一种有机质废物热解炭化处理装置，包括燃烧室、前置处理单元、炭化处理单元、气体处理单元和气体利用单元，其特征在于：

所述燃烧室设置一燃烧器；

所述前置处理单元为外热式干燥机，该干燥机设置有干燥机夹套，干燥机夹套通过烟气输送管路与燃烧室的高温烟气出口相通；

所述炭化处理单元为外热式炭化炉，该炭化炉设置有炭化炉夹套，炭化炉夹套通过烟气输送管路与燃烧室的高温烟气出口相连通；

所述气体处理单元包括烟气收集管路、第一级处理塔和第二级处理塔，干燥机的气体出口通过烟气收集管路与第一级处理塔相连接，干燥机中产生的气相产物引入第一级处理塔，经第一喷淋器喷淋冷凝后得到第一油分；炭化炉的气体出口通过烟气收集管路与第二级处理塔相连接，炭化炉内产生的气相产物引入第二级处理塔，经第二喷淋器喷淋冷凝后得到第二油分；

所述气体利用单元包括不凝气导管，第二级处理塔的出气口通过不凝气导管与燃烧室相连通，将第二级处理塔中得到的第二不凝气体引入燃烧室，燃烧室产生的高温烟气通过烟气输送管路传输至干燥机夹套和炭化炉夹套内。

2.如权利要求1所述的一种有机质废物热解炭化处理装置，其特征在于：所述干燥机夹套和炭化炉夹套的出口管路均设置一用于调节相对应的出口压力的风道调节阀，通过风道调节阀和与该风道调节阀相连通的第一引风机控制干燥机夹套和炭化炉夹套内的压力。

3.如权利要求1或2所述的一种有机质废物热解炭化处理装置，其特征在于：所述第一级处理塔的出气口通过不凝气导管与燃烧室相连通，将第一级处理塔中得到的第一不凝气体引入燃烧室；所述不凝气导管上均设有与其相连通的第二引风机。

4.如权利要求3任一所述的一种有机质废物热解炭化处理装置，其特征在于：还包括用于对干燥机夹套和炭化炉夹套出口排出的烟气进行净化的活性炭吸附塔和布袋除尘器。