CN208346097U - 一种餐厨垃圾催化裂解炼油系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种餐厨垃圾催化裂解炼油系统，包括顺序连接的餐厨垃圾预处理系统、催化裂解反应系统、分离系统，分离系统进一步包括：与催化裂解反应系统出料口连接的一级冷却装置；与一级冷却装置连接的一级油气分离装置；与一级油气分离装置非气态出料口连接的过滤装置，用于过滤得到第一液态燃料油；与一级油气分离装置气态出料口连接的二级冷却装置；与二级冷却装置连接的二级油气分离装置，用于分离得到第二液态燃料油。本实用新型对环境友好而且资源得到充分利用，充分利用了整个系统中各个步骤的产物及热量，实现了将餐厨垃圾中难回收利用的废塑料制品变废为宝。

Description

一种餐厨垃圾催化裂解炼油系统

技术领域

本实用新型为垃圾处理领域，具体地为一种用于餐厨垃圾催化裂解炼油系统。

背景技术

近年来，餐饮业随着外卖等消费方式的兴起，各种打包塑料制品使用越来越多，这些塑料制品往往和各种食物废料一起掺入到餐厨垃圾中，导致餐厨垃圾中废塑料制品含量呈现增多趋势。但目前常见的餐厨垃圾处理方法是无法直接处理这部分塑料制品，因此目前工艺一般是将餐厨垃圾中的塑料成分分离出来，这部分往往含有较多的油脂、水分、盐分等成分，如果直接焚烧或者填埋，这不仅造成资源的浪费，而且会造成更加严重的环境污染。因此，解决餐厨垃圾中废塑料成分的资源化利用问题非常急迫。

目前对废塑料的处理方式主要是通过水洗选出其中的废塑料成分，进而作为生产低档的塑料制品的原料。但是餐厨垃圾中的塑料成分上附着了大量的油脂、食物残渣等，水洗会带来大量的水污染，造成水资源的浪费和二次污染，从环保角度出发是成本巨大的。如果通过催化裂解转化成原料油，可以大大提高资源的附加价值。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种餐厨垃圾催化裂解炼油系统，该系统可以充分利用厨房垃圾中的各种塑料制品，既可以消除餐厨垃圾中废塑料制品对环境造成的危害，又能达到废物资源化的目的。

本实用新型提供了一种餐厨垃圾催化裂解炼油系统，其包括顺序连接的餐厨垃圾预处理系统、催化裂解反应系统、分离系统，所述分离系统进一步包括：

一级冷却装置，其与所述催化裂解反应系统出料口连接，用于对高温裂解油气进行初次冷凝；

一级油气分离装置，其与一级冷却装置连接，用于对经过所述初次冷凝得到的中温裂解油气进行分离；

过滤装置，其与所述一级油气分离装置非气态出料口连接，用于过滤得到第一液态燃料油；

二级冷却装置，其与所述一级油气分离装置气态出料口连接，用于对该一级油气分离装置分离出的气态油气进行冷凝；

二级油气分离装置，其与所述二级冷却装置连接，用于对经过所述二级冷却装置冷凝得到的低温裂解油气进行分离得到第二液态燃料油。

本实用新型中，所述的餐厨垃圾预处理系统包括：顺序连接的筛选装置、粉碎机、离心装置和烘干装置。

本实用新型中，所述的催化裂解反应系统为催化裂解反应器，该催化裂解反应器得到的热尾气可用于提供粉碎机进料物质预热处理所需热量、离心装置的进料物质预热处理所需热量、烘干装置所需热量中的至少一种。

本实用新型中，所述的过滤装置的液态出料口连接用于收集所述第一液态燃料油的第一收集装置。所述的过滤装置的固态出料口与催化裂解反应器相连，使该滤装置过滤出的未反应完全的残渣被输送该回催化裂解反应器中重新进行催化反应。

本实用新型中，所述的一级冷却装置经过热交换处理产生的热流体可用于提供所述粉碎机进料物质预热处理所需热量、离心装置的进料物质预热处理所需热量、烘干装置所需热量中的至少一种。

本实用新型中，所述的二级冷却装置经过热交换后得到热量的冷却介质可以继续作为一级冷却装置的冷却介质，用于对高温裂解油气进行初次冷凝。本实用新型中，所述的二级油气分离装置液态出料口连接用于收集第二液态燃料油的第二收集装置。

本实用新型中，餐厨垃圾催化裂解炼油系统设有与所述二级油气分离装置气态出料口连接用于净化不可凝气体的除尘装置，该除尘装置净化后的不可凝气体可作为催化裂解反应器的燃料物。并根据实际情况，对净化后的不可凝气体的剩余部分进行回收；净化后的不可凝气体不足以提供催化裂解反应器所需的能量时，需额外补充本领域常规的可燃气体。

本实用新型中，所述的催化裂解反应器设有排灰口，催化裂解反应器中的灰渣产物达到一定量时，应将产生的灰渣通过排灰口进行收集得到炭黑。

本实用新型充分利用了整个系统中各个步骤的产物及热量，其中对裂解油气进行分级冷却，从而可以直接得到不同温度区间的产物，避免一次冷却、重新蒸馏分割的情况。一级冷却装置热交换的热流体及催化裂解反应器得到的热尾气用于提供粉碎机进料物质预热处理所需热量、离心装置的进料物质预热处理所需热量、烘干装置所需热量中的至少一种，以及第二冷却装置热交换产生的热流体可继续作为第一冷却装置的冷流体对高温裂解油气进行初次冷凝，这些措施都使得整个系统中的热量得到充分利用。此外，餐厨垃圾中的废塑料制品催化裂解产生的不可凝的尾气通常成分较复杂，分离困难，正好可作为催化裂解反应器的加热所需的燃料，充分利用了这部分气体资源，避免了其处理应用的困难。

本实用新型对环境友好而且资源得到充分利用，主要产物第一液态燃料油和第二液态燃料油既可以直接作为燃料油，也可以通过进一步的精炼得到汽油、柴油等产品，把餐厨垃圾中最难回收利用的废塑料制品实现了真正的变废为宝，从而达到了资源再生的目的。

附图说明

图1为本实用新型餐厨垃圾催化裂解炼油系统的示意图；

其中，附图附记说明如下：1、筛选装置，2、粉碎机，3、离心装置，4、烘干装置，5、催化裂解反应器，6、一级冷却装置，7、一级油气分离装置，8、过滤装置，9、二级冷却装置，10、二级油气分离装置，11、除尘装置，12、第一收集装置，13、第二收集装置。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案更加清楚、明确，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明，应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供的餐厨垃圾催化裂解炼油系统，如图1所示，包括顺序连接的餐厨垃圾预处理系统、催化裂解反应系统，分离系统。其中，餐厨垃圾预处理系统包括：顺序连接的筛选装置1、粉碎机2、离心装置3和烘干装置4；催化裂解反应系统为催化裂解反应器5；分离装置包括：一级冷却装置6，其与催化裂解反应系统即催化裂解反应器5出料口连接，用于对高温裂解油气进行初次冷凝、一级油气分离装置7，其与一级冷却装置6连接，用于对经过初次冷凝得到的中温裂解油气进行分离、过滤装置8，其与一级油气分离装置7非气态出料口连接，用于过滤得到第一液态燃料油、二级冷却装置9，其与一级油气分离装置7气态出料口连接，用于对该一级油气分离装置7分离出的气态油气进行冷凝、二级油气分离装置10，其与二级冷却装置9连接，用于对经过二级冷却装置9冷凝得到的低温裂解油气进行分离得到第二液态燃料油。

该餐厨垃圾催化裂解炼油系统，其中催化裂解反应器5得到的热尾气用于提供粉碎机2进料物质预热处理所需热量、离心装置3的进料物质预热处理所需热量、烘干装置4所需热量中的至少一种。

该餐厨垃圾催化裂解炼油系统，其中过滤装置8的液态出料口连接收集第一液态燃料油的第一收集装置12。过滤装置8的固态出料口与催化裂解反应器5相连，使过滤装置8过滤出的未反应完全的残渣被输送回催化裂解反应器5中重新进行催化反应。

该餐厨垃圾催化裂解炼油系统，其中一级冷却装置6经过热交换处理产生的热流体用于提供粉碎机2进料物质预热处理所需热量、离心装置3的进料物质预热处理所需热量、烘干装置4所需热量中的至少一种。

该餐厨垃圾催化裂解炼油系统，其中二级冷却装置9经过热交换处理产生的热流体继续作为一级冷却装置6的冷流体，用于对高温裂解油气进行初次冷凝。

该餐厨垃圾催化裂解炼油系统，其中二级油气分离装置10液态出料口连接用于收集第二液态燃料油的第二收集装置13。

该餐厨垃圾催化裂解炼油系统，还设有与二级油气分离装置10气态出料口连接用于净化不可凝气体的除尘装置11，经过除尘装置11净化后的不可凝气体可作为催化裂解反应器的燃料物。并根据实际情况，对净化后的不可凝气体的剩余部分进行回收；净化后的不可凝气体不足以提供催化裂解反应器所需的能量时，需额外补充本领域常规的可燃气体。

该餐厨垃圾催化裂解炼油系统，催化裂解反应器5设有排灰口，催化裂解反应器5中的灰渣产物达到一定量时，应将产生的灰渣通过排灰口进行收集得到炭黑。

应用本实用新型进行餐厨垃圾催化裂解炼油的具体处理工艺包括以下步骤：

(1)将餐厨垃圾投入筛选装置1中，对其进行分离筛选，把其中的废塑料制品筛选出来作为原料，废塑料制品主要包括废塑料袋、打包餐盒等；

(2)将步骤(1)筛选出的废塑料制品输送到粉碎机2中进行粉碎处理，进入粉碎机装置前需要对物料进行预热处理，温度为50～100℃；

(3)将步骤(2)粉碎后的废塑料制品输送到离心装置3中进行离心脱水处理，经过处理后，餐厨塑料垃圾的含水量为10％～30％(质量百分比)，优选为10％～20％，离心装置的转速为800～1200转/分钟，离心装置前需要对物料进行预热处理，温度为50～100℃；

(4)将步骤(3)离心脱水的废塑料制品输送到烘干装置4中进行烘干处理，使烘干后的塑料制品的含水量小于10％，优选小于5％，烘干温度为120～180℃，优选为140～160℃；

(5)将步骤(4)烘干后的废塑料制品输送到催化裂解反应器5中，与其中的催化剂混合均匀，在加热条件下进行催化反应得到高温裂解油气，其中使用的催化剂可以为固体超强酸，比如M_xO_y/S₂O₈ ^2-/HZSM-5(其中M可以为Fe、Sn、Zn、Ti、Zr和Ni中的一种或多种)，催化剂的添加量为参加催化反应的废塑料制品总质量的1％～10％，优选为1.5％～5％，反应器的加热温度为250～400℃，优选为300-350℃；

(6)步骤(5)得到的高温裂解油气进入到一级冷却装置6进行初次冷凝，得到的中温裂解油气进入到一级油气分离器7，分离出的非气态物料通过一级油气分离器的非气态出料口进入过滤装置8进行过滤，从而得到第一液态燃料油和未反应完全的残渣，未反应完全的残渣被输送回催化裂解反应器5中重新进行反应，中温裂解油气温度为180～220℃，优选为180～200℃；

(7)将步骤(6)中经过一级油气分离器7后分离出的气体物料进入二级冷却装置9进行冷凝得到低温裂解油气，低温裂解油气的温度为30～80℃，优选为30～50℃之间；该低温裂解油气进入二级油气分离装置10进行分离，从而得到第二液态燃料油和不可冷凝气体，二级冷却装置9经过热交换处理产生的热流体可以继续作为一级冷却装置6的冷流体用于对高温裂解油气进行初次冷凝。

(8)步骤(7)得到的不可冷凝气体进入到除尘装置11中，除尘后的不可凝气体通过燃烧为催化裂解反应器5的催化反应提供所需的热量，并根据不可凝气体的产量盈亏情况，若产量过剩可对多余的不可凝气体进行收集，若不可凝气体不足以满足步骤5所需的能量，再补充额外的可燃气体来提供热量；

(9)对步骤(5)中催化裂解反应器5中产生的灰渣进行及时地收集，得到炭黑；

其中，步骤(2)～步骤(4)中粉碎机2预热处理所需热量、离心装置3预热处理所需热量、烘干装置4加热所需要的能量可来源于催化裂解反应器燃烧尾气以及一级冷却装置经过热交换处理产生的热流体。

本实用新型的有益效果为：本实用新型充分利用了整个系统中各个步骤的产物及热量，对环境友好而且将餐厨垃圾中的废塑料制品变废为宝，实现了绿色生产。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种餐厨垃圾催化裂解炼油系统，其包括顺序连接的餐厨垃圾预处理系统、催化裂解反应系统、分离系统，其特征在于所述分离系统进一步包括：

一级冷却装置，其与所述催化裂解反应系统出料口连接，用于对高温裂解油气进行初次冷凝；

一级油气分离装置，其与一级冷却装置连接，用于对经过所述初次冷凝得到的中温裂解油气进行分离；

过滤装置，其与所述一级油气分离装置非气态出料口连接，用于过滤得到第一液态燃料油；

二级冷却装置，其与所述一级油气分离装置气态出料口连接，用于对该一级油气分离装置分离出的气态油气进行冷凝；

二级油气分离装置，其与所述二级冷却装置连接，用于对经过所述二级冷却装置冷凝得到的低温裂解油气进行分离得到第二液态燃料油。

2.按照权利要求1所述的餐厨垃圾催化裂解炼油系统，其特征在于所述的餐厨垃圾预处理系统包括顺序连接的筛选装置、粉碎机、离心装置和烘干装置。

3.按照权利要求1所述的餐厨垃圾催化裂解炼油系统，其特征在于所述的催化裂解反应系统为催化裂解反应器，该催化裂解反应器得到的热尾气用于提供粉碎机进料物质预热处理所需热量、离心装置的进料物质预热处理所需热量、烘干装置所需热量中的至少一种。

4.按照权利要求1所述的餐厨垃圾催化裂解炼油系统，其特征在于所述的过滤装置的液态出料口连接用于收集所述第一液态燃料油的第一收集装置，所述的二级油气分离装置液态出料口连接用于收集第二液态燃料油的第二收集装置。

5.按照权利要求1或3所述的餐厨垃圾催化裂解炼油系统，其特征在于所述的过滤装置的固态出料口与催化裂解反应器相连，使该过滤装置过滤出的未反应完全的残渣被输送回该催化裂解反应器中重新进行催化反应。

6.按照权利要求2所述的餐厨垃圾催化裂解炼油系统，其特征在于所述的一级冷却装置经过热交换处理产生的热流体用于提供所述粉碎机进料物质预热处理所需热量、离心装置的进料物质预热处理所需热量、烘干装置所需热量中的至少一种。

7.按照权利要求1所述的餐厨垃圾催化裂解炼油系统，其特征在于所述的二级冷却装置经过热交换后得到热量的冷却介质继续作为一级冷却装置的冷却介质，用于对高温裂解油气进行初次冷凝。

8.按照权利要求1或3所述的餐厨垃圾催化裂解炼油系统，其特征在于所述二级油气分离装置气态出料口连接用于净化不可凝气体的除尘装置，该除尘装置净化后的不可凝气体作为催化裂解反应器的燃料物。

9.按照权利要求3所述的餐厨垃圾催化裂解炼油系统，其特征在于所述的催化裂解反应器设有排灰口。