CN211734275U - 一种高温生活垃圾热解油气的分离净化系统 - Google Patents

Abstract

一种高温生活垃圾热解油气分离净化的系统，包括除尘系统，焦油回收系统和脱酸系统；除尘系统包括旋风分离器；焦油回收系统包括急冷油洗塔、减粘塔和文丘里除焦器，其中急冷油洗塔为变径塔，塔釜直径大，上部塔体直径小，急冷油洗塔的塔体部分分为上塔与下塔；所述下塔底部进气口与旋风分离器相连接，急冷油洗塔顶部设有热解气出口，与文丘里除焦器顶部相连；急冷油洗塔底部为塔釜，其与下塔循环泵连接，循环泵连接下塔换热器与减粘塔，下塔换热器与减粘塔均连接下塔；减粘塔还连接齿轮泵；而上塔下部设有上塔轻油出口，连接上塔循环泵，上塔循环泵连接上塔换热器，上塔换热器再连接上塔上部。

Description

一种高温生活垃圾热解油气的分离净化系统

技术领域

本技术涉及生活垃圾热解过程中油气分离净化过程，属于固废热解及其能源化应用技术领域。

背景技术

垃圾绝氧热解处理技术，不仅将垃圾变为清洁能源(热解气气、焦油、固体碳)，杜绝了二噁英的产生,减少垃圾处理过程中其他二次污染的产生量，从而降低了治理成本，提高了经济收益，是目前垃圾处理的趋势和方向。

目前进行垃圾热解的反应器主要分为流化床反应器、固定床反应器、双轴螺旋反应器、回转窑、转体炉反应器等，垃圾在其中进行高温热解，大量的尘与热解油气一同排出反应器进入后续系统。在实际工业性试验和生产运行过程中的主要工艺方法是，先将热解气(450～600℃)中所含的大部分飞灰经旋风分离器分离脱除，然后再将热解气中剩余的飞灰和热解焦油进行净化和回收处理，随后再将热解气和焦油分别送入下游生产工艺装置作进一步加工利用，由此可实现垃圾的高效、清洁、多联产。一般采用的装置主要由水洗塔、高温电除尘或颗粒层过滤、冷凝冷却和电捕煤焦油等设备组成。其生产工艺过程复杂，能量消耗大，难以实现安全稳定长周期生产。而生活垃圾热解与煤热解不同的是，垃圾成分的复杂性，造成垃圾热解产物的复杂性。热解产物中除了含有焦油、CH4、H2等可燃气体外，还有HCl、HF等酸性气体，其对系统管道及设备造成腐蚀，减少其使用寿命，造成安全运行的隐患。而在现有垃圾热解技术中，一般将热解油气作为燃料，直接送入焚烧炉进行燃烧，不进行除酸的净化过程，这就造成了酸性物质对设备及管道的腐蚀，同时由于Cl离子的存在，为二噁英的再合成提供了条件。为此，急需对垃圾热解气净化系统进行改造。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有除焦过程中过程复杂，能量消耗大，难以实现安全稳定长周期生产的缺陷，提供一种垃圾热解油气净化的系统和方法，将垃圾热解油气中的飞灰、焦油分离出来，并且除去其中的HCl、HF等酸性物质获得洁净的热解气，提高热解气的热值，减少焦油及酸性物质对管道及设备的堵塞和腐蚀，保证系统运行的稳定性与安全性，并且通过除酸除去Cl离子，杜绝二噁英再合成的可能性。本发明生产工艺过程简单，能量消耗小，能够实现安全稳定长周期生产。

本发明的技术方案如下：一种高温生活垃圾热解油的气分离净化系统，包括除尘系统，焦油回收系统和脱酸系统；

除尘系统包括旋风分离器；

焦油回收系统包括急冷油洗塔、减粘塔和文丘里除焦器，急冷油洗塔的塔体部分分为上塔与下塔；所述下塔底部进气口与旋风分离器相连接，急冷油洗塔顶部设有热解气出口，与文丘里除焦器顶部相连；急冷油洗塔底部为塔釜，其与下塔循环泵连接，循环泵连接下塔换热器与减粘塔，下塔换热器与减粘塔均连接下塔；而上塔下部设有上塔轻油出口，连接上塔循环泵；

脱酸系统包括碱洗塔与脱硫塔，碱洗塔顶部连接脱硫塔底部。

旋风分离器设计为夹套式。

在旋风分离器的夹套通入系统中需要降温的高温气体对旋风分离器(1)进行保温。

旋风分离器为多个设备串联连接。

上塔中装有填料，下塔为空塔，在下塔顶部设有升气筒。

急冷油洗塔为变径塔，塔釜直径大，上部塔体直径小。

减粘塔还连接齿轮泵。

文丘里除焦器顶部还连接水槽，文丘里除焦器底部连接水槽与碱洗塔底部。

上塔循环泵连接上塔换热器。

上塔换热器再连接上塔上部。

本发明的显著效果在于：

一、高温热解油气携带灰尘由旋风分离器进口切向进入，在旋风分离器中分离出15微米以下95％的飞灰。在急冷油洗塔与文丘里除焦器中，回收了热解气中的焦油，焦油脱除效率高，减少热解气在储存、使用过程中积碳的可能性。

二、急冷油洗塔与文丘里除焦器相结合结构简紧凑、占地少、成木低、除焦效率高，避免了水洗急冷造成的油水分离问题与废水量大的问题。

三、碱洗填料塔与脱硫塔的设置，除去了热解气中HCl、HF与H2S等酸性气体。

经过本发明中的净化系统，可以高效率的回收热解气中的焦油并且除去了热解气中的腐蚀酸性物质，整个过程基本没有废水产生。经净化后，获得了洁净的热解气，提高了热解气的热值，减少焦油及酸性物质对管道及设备的堵塞和腐蚀，保证了系统运行的稳定性与安全性。回收的焦油达到规模后，可再经过蒸馏塔蒸出轻油、酚油、萘油、软沥青等，提高焦油的经济价值。

附图说明

图1为本发明所述的生活垃圾热解油气的净化系统示意图；

图中：1-旋风分离器；2-急冷油洗塔；3-上塔；4-下塔；5-下塔循环泵；6-下塔换热器；7-上塔循环泵；8-上塔换热器；9-减粘塔；10-上塔采出油；11-文丘里除焦器；12-水槽；13-文丘里回收油；14-齿轮泵；15-重油；16-碱洗塔；17-脱硫塔；18-净化后热解气

具体实施方式

一种高温生活垃圾热解油气分离净化的系统，包括除尘系统，焦油回收系统和脱酸系统。

除尘系统包括旋风分离器1，高温热解油气携带灰尘由旋风分离器1进口切向进入，在旋风分离器1中分离出15微米以下95％的飞灰。为了防止焦油冷凝与灰尘混合堵塞管道，尽量让焦油以气态形式存在，因此旋风分离器1设计为夹套式，在夹套内通入系统中需要降温的高温气体对旋风分离器1进行保温。本发明中旋风分离器1可以为单个设备，也可以为多个设备串联连接，根据含尘量及处理要求确定。

焦油回收系统包括急冷油洗塔2、减粘塔9和文丘里除焦器11，其中急冷油洗塔2为变径塔，塔釜直径大，上部塔体直径小，急冷油洗塔2的塔体部分分为上塔3与下塔4；上塔3中装有填料，可视为填料塔，下塔4为空塔，在下塔4顶部设有升气筒，保证热解气在塔内的流通；所述下塔4底部进气口与旋风分离器1相连接，急冷油洗塔2顶部设有热解气出口，与文丘里除焦器11顶部相连。急冷油洗塔2底部为塔釜，其与下塔循环泵5连接，循环泵5连接下塔换热器6与减粘塔9，下塔换热器6与减粘塔9均连接下塔4；减粘塔9还连接齿轮泵14；

而上塔3下部设有上塔轻油出口，连接上塔循环泵7，上塔循环泵7连接上塔换热器8，上塔换热器8再连接上塔3上部；

文丘里除焦器11顶部还连接水槽12，文丘里除焦器11底部连接水槽12与碱洗塔16底部，

脱酸系统包括碱洗塔16与脱硫塔17，碱洗塔16顶部连接脱硫塔17底部；

经过除尘后的高温热解油气由旋风除尘器1进入到急冷油洗塔2的下塔4。由于焦油组分复杂，且部分成分易于聚合结垢，对设备的长期运行有很大影响，因此，塔内件现在至关重要。在本发明中，下塔4设计为空塔，避免了在工业和试验过程中出现的堵塔问题。温度为500℃左右的高温热解油气由下塔4下部进入，通过气体分布器，均匀进入到下塔4中，与下塔4上部的喷头喷出的喷淋液逆向接触，进行传热与传质，在下塔4中回收了热解油气中的沸点较高的重油成分。随着运行时间的增加，塔釜油的粘度逐渐增大，因此，循环泵5由塔釜抽出的急冷油大部分进入换热器6，继续进行循环喷淋急冷过程，小部分进入减粘塔9。经过减粘后的洗油由减粘塔顶部排出，重回下塔4循环系统，减粘塔9底部洗油粘度较大，由齿轮泵14抽出，排出的重油15可作为燃料使用。

经过下塔4的热解气，通过升气筒进入上塔3中。由于上塔3中的焦油相对比较干净，因此上塔3设计为填料塔，填料选择为防堵型(如格栅等)填料。热解气在填料层中与喷淋油相接触，在上塔3中回收沸点较低的轻油，在上塔3下部设有上塔轻油出口，轻油由循环泵7抽出，经过换热器8，降温到80℃左右，进入上塔3中喷淋，而多于循环量的轻油10排出外售或者用于系统中其他用户。

急冷油洗后的热解气由急冷油洗塔2顶部排出，进入到文丘里除焦器11中，在其中热解气携带未除净的轻质焦油与洗涤水形成强烈湍流运动，促进了焦油的净化。其中焦油与水滴落在下方水槽12中，其中焦油13可排出外售或作为燃料使用。

除焦后的热解气，由文丘里除焦器11排出进入碱洗塔16底部，为保证热解气在燃烧过程中不产生二噁英，并且保证尾气环保达标，不造成二次污染，因此进行脱酸处理。热解气在碱洗塔16与循环喷淋液接触进行进一步降温并且酸性气体被碱液吸收中和。碱洗后的热解气由碱洗塔16顶部排出，被输送至脱硫塔17中，脱硫塔17可以根据处理气量和处理标准选择干法脱硫还是湿法脱硫。经过除焦、脱酸净化后的热解气18，可储存至气柜或直接作为燃料使用。

Claims (10)

1.一种高温生活垃圾热解油气的分离净化系统，其特征在于：包括除尘系统，焦油回收系统和脱酸系统；

除尘系统包括旋风分离器(1)；

焦油回收系统包括急冷油洗塔(2)、减粘塔(9)和文丘里除焦器(11)，急冷油洗塔(2)的塔体部分分为上塔(3)与下塔(4)；所述下塔(4)底部进气口与旋风分离器(1)相连接，急冷油洗塔(2)顶部设有热解气出口，与文丘里除焦器(11)顶部相连；急冷油洗塔(2)底部为塔釜，其与下塔循环泵(5)连接，循环泵(5)连接下塔换热器(6)与减粘塔(9)，下塔换热器(6)与减粘塔(9)均连接下塔(4)；而上塔(3)下部设有上塔轻油出口，连接上塔循环泵(7)；

脱酸系统包括碱洗塔(16)与脱硫塔(17)，碱洗塔(16)顶部连接脱硫塔(17)底部。

2.根据权利要求1所述的一种高温生活垃圾热解油气分离净化的系统，其特征在于：旋风分离器(1)设计为夹套式。

3.根据权利要求1所述的一种高温生活垃圾热解油气分离净化的系统，其特征在于：在旋风分离器(1)的夹套通入系统中需要降温的高温气体对旋风分离器(1)进行保温。

4.根据权利要求1所述的一种高温生活垃圾热解油气分离净化的系统，其特征在于：旋风分离器(1)为多个设备串联连接。

5.根据权利要求1所述的一种高温生活垃圾热解油气分离净化的系统，其特征在于：上塔(3)中装有填料，下塔(4)为空塔，在下塔(4)顶部设有升气筒。

6.根据权利要求1所述的一种高温生活垃圾热解油气分离净化的系统，其特征在于：急冷油洗塔(2)为变径塔，塔釜直径大，上部塔体直径小。

7.根据权利要求1所述的一种高温生活垃圾热解油气分离净化的系统，其特征在于：减粘塔(9)还连接齿轮泵(14)。

8.根据权利要求1所述的一种高温生活垃圾热解油气分离净化的系统，其特征在于：文丘里除焦器(11)顶部还连接水槽(12)，文丘里除焦器(11)底部连接水槽(12)与碱洗塔(16)底部。

9.根据权利要求1所述的一种高温生活垃圾热解油气分离净化的系统，其特征在于：上塔循环泵(7)连接上塔换热器(8)。

10.根据权利要求9所述的一种高温生活垃圾热解油气分离净化的系统，其特征在于：上塔换热器(8)再连接上塔(3)上部。

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