CN211972240U - 一种高温垃圾热解油气水洗净化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于固废热解及其能源化应用技术领域，具体涉及一种高温垃圾热解油气水洗净化系统，包括焦油回收系统和脱酸系统两个部分；所述的焦油回收系统，包括旋风除尘器、急冷塔、换热器、焦油分离槽、三相离心机、电捕焦油器和焦油储槽；其中，旋风除尘器的左端与热解反应器相连，上端与急冷塔的上端相连，急冷塔的下端连接焦油分离槽的上部，焦油分离槽右侧中部与换热器的上端相连，换热器的下端与急冷塔的上端相连；焦油分离槽的右侧底部与三相离心机的左端相连，三相离心机的右端与焦油储槽相连。将垃圾热解油气中的飞灰、焦油和HCl、H₂S等酸性物质分离出来，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腐蚀，保证系统运行的稳定性与安全性。并且通过急冷与除去Cl离子的方法，杜绝了二噁英生成的可能性。

Description

一种高温垃圾热解油气水洗净化系统

技术领域

本实用新型属于固废热解及其能源化应用技术领域，具体涉及一种高温垃圾热解油气水洗净化系统。

背景技术

中国随着城市化进程的加快，居民生活垃圾产生的速度也越来越快，包括世界上很多城市都出现过垃圾围城的情况，生活垃圾一度被认为是城市发展的负担。我国作为人口大国，垃圾产生量惊人，据有关统计，2017年我国生活垃圾产生量在四亿吨以上。随着对垃圾认识的深入和深化，垃圾被认为是最具开发潜力的、永不枯竭的“城市矿藏”，是“放错地方的资源”。

世界各国均开展了生活垃圾的资源化利用。目前常用的垃圾处理处置方法主要有焚烧、卫生填埋、堆肥、综合利用等。各种垃圾处理方法各有其适用范围和优缺点，就我国国情来讲，大多数城市垃圾处理刚刚起步，由于卫生填埋方式处理生活垃圾技术成熟，运行投资低，管理维护最易，卫生填埋已经成为多数城市生活垃圾处理起步阶段的主要处理方式。但是垃圾填埋占用大量土地，危及周围农作物、水源的安全。而焚烧发电技术，则带来富集重金属、二噁英类污染物的焚烧飞灰安全处理率低和温室气体排放等问题。采用热解技术来实现垃圾的无害化处理，是达到保护现有环境、节省能源消耗、创新能源利用方式的有效方法。该方法杜绝了二噁英的产生，产生的热解油、热解气、热解残碳均可作为燃料进行利用，也可以对热解油进行进一步分离提纯，得到更多的化工原料。

生活垃圾热解过程，热解产物比较复杂，包括热解焦油、热解气、热解碳等气、固、液等三相物质。热解焦油与热解气在热解反应器终端由于处于高温环境，均以气态形式排出。由于垃圾成分复杂，热解气不同于生物质热解气的成分，其中含HCl、H₂S等酸性物质。现有的垃圾热解工艺流程中，一般将热解气直接进行燃烧，或者类似生物质热解气除去焦油，作为燃料，送入焚烧炉进行燃烧，但是垃圾热解油气中存在的酸性物质对系统管道及设备造成腐蚀，减少其使用寿命，对系统的稳定、安全运行造成很大影响。并且Cl离子的存在，对二噁英二次生成提供了条件。因此，在垃圾热解过程中，需要对热解气进行除焦、除酸等净化处理，减少酸性物质及焦油对设备、管道带来的腐蚀及运行安全问题，同时在除酸的过程中，去除Cl离子，杜绝二噁英产生的可能性。

发明内容

本实用新型的目的在于解决现有的垃圾热解气工艺直接燃烧或者除油后燃烧，其中的酸性物质对设备的堵塞、腐蚀问题，同时杜绝由于Cl离子的存在二次生成二噁英的可能。

本实用新型提供一种高温垃圾热解油气水洗净化系统一种高温垃圾热解油气水洗净化系统，将垃圾热解油气中的飞灰、焦油和HCl、H₂S等酸性物质分离出来，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腐蚀，保证系统运行的稳定性与安全性。并且通过急冷与除去Cl离子的方法，杜绝了二噁英生成的可能性。

本实用新型的技术方案如下：

一种高温垃圾热解油气水洗净化系统，包括焦油回收系统和脱酸系统两个部分；

所述的焦油回收系统，包括旋风除尘器、急冷塔、换热器、焦油分离槽、三相离心机、电捕焦油器和焦油储槽；

其中，旋风除尘器的左端与热解反应器相连，上端与急冷塔的上端相连，急冷塔的下端连接焦油分离槽的上部，焦油分离槽右侧中部与换热器的上端相连，换热器的下端与急冷塔的上端相连；焦油分离槽的右侧底部与三相离心机的左端相连，三相离心机的右端与焦油储槽相连；

所述的脱酸系统，包括水洗塔、脱硫塔和碱洗塔；其中，急冷塔的底部与水洗塔的底部相连，水洗塔的顶部与电捕焦油器的底部相连，电捕焦油器的上部与脱硫塔的下部相连，脱硫塔的上部与碱洗塔的下部相连；电捕焦油器的底部与焦油储槽相连接；碱洗塔的顶部为净化后热解气出口，可与热解气用户或者储气装置相连接。

如上所述的一种高温垃圾热解油气水洗净化系统，所述的急冷塔、焦油分离槽和换热器三者形成一个喷淋循环。

如上所述的一种高温垃圾热解油气水洗净化系统，所述的水洗塔与碱洗塔的结构形式一般为填料塔、空塔中的一种。

如上所述的一种高温垃圾热解油气水洗净化系统，水洗塔与碱洗塔的上端均设有丝网除雾器装置。

如上所述的一种高温垃圾热解油气水洗净化系统，所述的脱硫塔内填充脱硫剂。

如上所述的一种高温垃圾热解油气水洗净化系统，所述的焦油分离槽内部通过挡流板将罐体分为4个腔体，所述挡流板上下均与罐体紧密连接，在中上部位置留有空隙。

如上所述的一种高温垃圾热解油气水洗净化系统，含焦油的急冷喷淋液由进水口进入第一腔体，通过挡流板中间的空隙溢流到第二腔体中；为了防止液体形成短路，在挡流板前设置折流板；

所述的第二腔体中，设置气浮装置，用于轻油的分离；

所述的前三个腔体中，在底部均设有锥形焦油重油出口；

在折流板上部均有轻油刮板收集浮油后经轻油出口进入到外部的集油箱中；

经过分离焦油后的喷淋液，由出水口泵出进入循环。

如上所述的一种高温垃圾热解油气水洗净化系统，所述的焦油分离槽上设有温度控制装置，用于对焦油分离槽内的液体进行加热，防止低温导致焦油凝固。

本实用新型的显著效果在于：

通过旋风除尘器，90％的飞灰被分离出来；在急冷塔中，热解油气急速降温，杜绝了二噁英在低温段合成的可能性，同时焦油及飞灰也被喷淋液从热解气中分离出来。

喷淋液进入焦油分离槽中，在其中进行了重油与轻油的分离，重油与轻油经过三相分离后，焦油储存到储槽中。热解气中残存的焦油雾滴，通过后续的电捕焦油器进行补集，实现焦油的回收。

急冷后的的热解气通过水洗、脱硫及碱洗后，除去了其中的HCl、H₂S气体，经过气液分离罐后，净化后的热解气储存到气柜中。

整个系统，实现了热解气的焦油与热解气的分离及焦油回收，通过急速降温，脱Cl等措施，杜绝了热解气在低温段生成二噁英的过程，并且脱酸、脱硫的过程降低了热解气对设备的腐蚀，提高了热解气纯度，提高热解气热值，减少设备投资。

附图说明

图1为本实用新型所述的一种高温生活垃圾热解油气净化系统的结构示意图；

图2为本实用新型所述的一种高温生活垃圾热解油气净化系统中焦油分离槽内部结构示意图。

图中：1-旋风除尘器；2-急冷塔；3-换热器；4-水洗塔；5-电捕焦油器；6- 脱硫塔；7-碱洗塔；8-焦油分离槽；9-三相离心机；10-焦油储槽；8-1-喷淋液进口；8-2-轻油刮板；8-3-轻油出口；8-4-挡流板；8-5-折流板；8-6-温度控制装置；8-7-气浮装置；8-8-焦油重油出口；8-9-喷淋液出口。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型所述的技术方案作进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型一种高温垃圾热解油气水洗净化系统，包括焦油回收系统和脱酸系统两个部分；

所述的焦油回收系统，包括旋风除尘器1、急冷塔2、换热器3、焦油分离槽 8、三相离心机9、电捕焦油器5和焦油储槽10；

其中，旋风除尘器1的左端与热解反应器相连，上端与急冷塔2的上端相连，急冷塔2的下端连接焦油分离槽8的上部，焦油分离槽8右侧中部与换热器3的上端相连，换热器3的下端与急冷塔2的上端相连；焦油分离槽8的右侧底部与三相离心机9的左端相连，三相离心机9的右端与焦油储槽10相连；

所述的脱酸系统，包括水洗塔4、脱硫塔6和碱洗塔7；其中，急冷塔2的底部与水洗塔4的底部相连，水洗塔4的顶部与电捕焦油器5的底部相连，电捕焦油器5的上部与脱硫塔6的下部相连，脱硫塔6的上部与碱洗塔7的下部相连；电捕焦油器5的底部与焦油储槽10相连接；碱洗塔7的顶部为净化后热解气出口，可与热解气用户或者储气装置相连接。

在本实施例中，所述的急冷塔2、焦油分离槽8和换热器3三者形成一个喷淋循环；

水洗塔4与碱洗塔7的结构形式一般为填料塔、空塔中的一种；

水洗塔4与碱洗塔7的上端均设有丝网除雾器装置；

脱硫塔6内填充脱硫剂；

如图2所述，焦油分离槽8内部通过挡流板8-4将罐体分为4个腔体，所述挡流板8-4上下均与罐体紧密连接，在中上部位置留有空隙；

含焦油的急冷喷淋液由进水口8-1进入第一腔体，通过挡流板8-4中间的空隙溢流到第二腔体中；为了防止液体形成短路，在挡流板8-4前设置折流板8-5；

所述的第二腔体中，设置气浮装置8-7，用于轻油的分离；

所述的前三个腔体中，在底部均设有锥形焦油重油出口8-8；

在折流板8-5上部均有轻油刮板8-2收集浮油后经轻油出口8-3进入到外部的集油箱中；

经过分离焦油后的喷淋液，由出水口8-9泵出进入循环；

所述的焦油分离槽8上设有温度控制装置8-6，用于对焦油分离槽8内的液体进行加热，防止低温导致焦油凝固。

如上所述的系统的一种垃圾热解油气的净化方法，包括以下步骤：

步骤一，高温垃圾热解油气的混合物进入旋风除尘器1，90％以上的飞灰被分离出来；

步骤二，经过旋风除尘器1的热解油气进入急冷塔2进行急冷喷淋降温，热解油气与雾化的急冷液体相接触，温度下降，杜绝二噁英再次生成，同时热解油气中的焦油与部分飞灰也进入到急冷喷淋液中；

急冷塔2中含有飞灰与焦油的急冷喷淋液进入下方的焦油分离槽8，在焦油分离槽8中通过三个腔体的沉降、气浮，焦油由喷淋液中分离出来；

步骤三，收集步骤二中分离出来的焦油，经过三相离心机9分离出焦油、水、焦油渣，其中焦油被输送至焦油储槽10中；

步骤四，经过急冷除焦后的热解气，进入水洗塔4中，进行进一步除焦，并且除去部分热解气中的酸性物质；

步骤五，经过水洗后的热解气进入电捕焦油器5中，捕集热解油气中残存的焦油雾滴，电捕焦油器5底部收集的焦油输送至焦油储槽10中；

步骤六，热解气通过电捕焦油器5后，进入脱硫塔6中脱除其中的H2S等含硫气体；

步骤七，为了保证彻底除去热解气中酸性气体，热解气经过脱硫塔6后进入碱洗塔7，经过碱洗的热解气可以进入气柜储存，也可以直接接入用户使用。

工作原理：由热解反应器排出的高温热解油气混合物进入旋风除尘器1，90％以上的飞灰被分离出来，随后热解油气进入急冷塔2进行急冷降温，温度急速下降，杜绝了二噁英再次生成的可能性，同时焦油与部分飞灰也被喷淋下来，急冷塔喷淋液进入焦油分离槽8，在分离槽中经沉降及气浮双重作用，分离出焦油重油及轻油，收集分离出来的焦油，经三相分离机9，分离出焦油、水、焦油渣，其中焦油被输送至焦油储槽10中。其中焦油回收系统还包括电捕焦油器5，经过水洗塔4的热解气进入电捕焦油器5中，补集热解气中残存的焦油雾滴，底部收集的焦油也输送至焦油储槽10中。

经过急冷后的热解气由底部进入水洗塔4，喷淋水由塔顶进行喷淋，对热解气进行进一步降温，在水洗过程中，热解气中大部分的HCl气体被水吸收，热解气进行初步脱酸，随后热解气进入所述的电捕焦油器5中，其后进入脱硫塔6进行热解气脱硫，H₂S气体在脱硫塔内被脱除，由脱硫塔6顶部出来的热解气由碱洗塔7底部进入，气液两相在碱洗塔7中逆向接触，碱性喷淋液吸收热解气中残留的酸性气体，在碱洗塔上部有丝网除雾器，拦截气流中的液滴，碱洗以后的热解气储存到气柜中。

Claims (10)

1.一种高温垃圾热解油气水洗净化系统，其特征在于：包括焦油回收系统和脱酸系统两个部分；

所述的焦油回收系统，包括旋风除尘器(1)、急冷塔(2)、换热器(3)、焦油分离槽(8)、三相离心机(9)、电捕焦油器(5)和焦油储槽(10)；

其中，旋风除尘器(1)的左端与热解反应器相连，上端与急冷塔(2)的上端相连，急冷塔(2)的下端连接焦油分离槽(8)的上部，焦油分离槽(8)右侧中部与换热器(3)的上端相连，换热器(3)的下端与急冷塔(2)的上端相连；焦油分离槽(8)的右侧底部与三相离心机(9)的左端相连，三相离心机(9)的右端与焦油储槽(10)相连；

所述的脱酸系统，包括水洗塔(4)、脱硫塔(6)和碱洗塔(7)；其中，急冷塔(2)的底部与水洗塔(4)的底部相连，水洗塔(4)的顶部与电捕焦油器(5)的底部相连，电捕焦油器(5)的上部与脱硫塔(6)的下部相连，脱硫塔(6)的上部与碱洗塔(7)的下部相连；电捕焦油器(5)的底部与焦油储槽(10)相连接；碱洗塔(7)的顶部为净化后热解气出口，可与热解气用户或者储气装置相连接。

2.如权利要求1所述的一种高温垃圾热解油气水洗净化系统，其特征在于：所述的急冷塔(2)、焦油分离槽(8)和换热器(3)三者形成一个喷淋循环。

3.如权利要求1所述的一种高温垃圾热解油气水洗净化系统，其特征在于：所述的水洗塔(4)与碱洗塔(7)的结构形式一般为填料塔、空塔中的一种。

4.如权利要求1所述的一种高温垃圾热解油气水洗净化系统，其特征在于：水洗塔(4)与碱洗塔(7)的上端均设有丝网除雾器装置。

5.如权利要求1所述的一种高温垃圾热解油气水洗净化系统，其特征在于：所述的脱硫塔(6)内填充脱硫剂。

6.如权利要求1所述的一种高温垃圾热解油气水洗净化系统，其特征在于：所述的焦油分离槽(8)内部通过挡流板(8-4)将罐体分为4个腔体，所述挡流板(8-4)上下均与罐体紧密连接，在中上部位置留有空隙。

7.如权利要求6所述的一种高温垃圾热解油气水洗净化系统，其特征在于：含焦油的急冷喷淋液由进水口(8-1)进入第一腔体，通过挡流板(8-4)中间的空隙溢流到第二腔体中；为了防止液体形成短路，在挡流板(8-4)前设置折流板(8-5)；

所述的第二腔体中，设置气浮装置(8-7)，用于轻油的分离；

所述的前三个腔体中，在底部均设有锥形焦油重油出口(8-8)。

8.如权利要求7所述的一种高温垃圾热解油气水洗净化系统，其特征在于：

在折流板(8-5)上部均有轻油刮板(8-2)收集浮油后经轻油出口(8-3)进入到外部的集油箱中；

经过分离焦油后的喷淋液，由出水口(8-9)泵出进入循环。

9.如权利要求1所述的一种高温垃圾热解油气水洗净化系统，其特征在于：所述的焦油分离槽(8)上设有温度控制装置(8-6)。

10.如权利要求1所述的一种高温垃圾热解油气水洗净化系统，其特征在于：所述的急冷塔(2)、焦油分离槽(8)和换热器(3)三者形成一个喷淋循环；

水洗塔(4)与碱洗塔(7)的结构形式一般为填料塔、空塔中的一种；

水洗塔(4)与碱洗塔(7)的上端均设有丝网除雾器装置；

脱硫塔(6)内填充脱硫剂；

焦油分离槽(8)内部通过挡流板(8-4)将罐体分为4个腔体，所述挡流板(8-4)上下均与罐体紧密连接，在中上部位置留有空隙；

含焦油的急冷喷淋液由进水口(8-1)进入第一腔体，通过挡流板(8-4)中间的空隙溢流到第二腔体中；为了防止液体形成短路，在挡流板(8-4)前设置折流板(8-5)；

所述的第二腔体中，设置气浮装置(8-7)，用于轻油的分离；

所述的前三个腔体中，在底部均设有锥形焦油重油出口(8-8)；

在折流板(8-5)上部均有轻油刮板(8-2)收集浮油后经轻油出口(8-3)进入到外部的集油箱中；

经过分离焦油后的喷淋液，由出水口(8-9)泵出进入循环；

所述的焦油分离槽(8)上设有温度控制装置(8-6)。

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