CN212456860U - 一种固体废物热解资源化利用装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种固体废物热解资源化利用装置，属于可再生资源热解技术领域，该装置由热解半焦回转窑、流化床热解仓、余热转换器和旋风分离器等组成，固体废物通过进料口进入热解半焦回转窑进行热解，得到多种热解产物，其中，气体产物经过余热转换器为流化床热解仓提供热能，固体产物半焦颗粒和辅助热解载体进入流化床热解仓中进一步热解，后进入气固分离器使辅助热解载体重新回到热解半焦回转窑中从而建立循环。本实用新型结合了流化床和回转窑的各自优点，提高了能源利用效率，避免了有害物质的产生，且操作方便，安全环保节能，可用于生活垃圾和其他有机固体废物的热解，具有良好的应用前景。

Description

一种固体废物热解资源化利用装置

技术领域

本实用新型涉及可再生资源热解技术领域，具体是涉及一种固体废物热解资源化利用装置。

背景技术

目前，城市生活垃圾和工业垃圾产出量飞速增长，如果不能得到妥当处理，将会对环境和人们的生活造成影响，相比于掩埋和焚烧，热解方法安全环保，热解是一种在无氧或缺氧条件下的吸热还原反应，能够对各类低分子化合物、有机废物等固体废物进行有效的处理，并且产生再生资源如可燃油气、炭黑、钢丝等用以回收再利用。

专利CN107906529A公开了“一种用于有机物料处理的双回转窑热解系统及方法”，用于高含水率有机废物的处理，利用自身的废热完成干燥，然后再利用燃料燃烧放热完成高含水率有机废物的热解过程，存在燃烧不完全致使回收的产品焦油因固含量较高而使其难以利用的问题；专利CN202203950U公开了一种有机固体废物的热解气化装置，利用带有热载体的回转窑热解炉和流化床燃烧室相结合的方式，存在工艺系统复杂，故障率高的问题。

此外，在热解过程中如果对温度控制不当容易产生一种有害物质二噁英，常用的已可以用于工业生产的双塔式循环热解装置温度单一，固体废物与热解载体混合停留的时间不易控制，容易造成资源浪费。如何将热解产生的可燃气体重复利用，如何加强热解过程中的换热以及如何控制有害物质二噁英的生成都是目前各类热解装置所遇到的问题，因此，研发更为合理先进的热解装置是十分必要与迫切的。

实用新型内容

本实用新型针对上述存在的技术问题，提供了一种资源消耗少、污染低、能够有效地热解处理固体废物的装置。

本实用新型的技术方案是一种固体废物热解资源化利用装置，包括进行一次固体废物热解的热解半焦回转窑，其一端设有进料口和辅助热解载体入口，另一端分别设有与过滤器相连的排气管和耐热回料管道，所述辅助热载体为直径0.3-0.5mm的石英砂粒，当固体废物到达热解半焦回转窑中，慢慢沉入石英砂粒内，热砂粒使固体废物软化，交换热量并不断发生摩擦，使固体废物不断分解。所述过滤器可以将半焦颗粒状的固体废物和辅助热载体过滤，使其通过带有传送绞龙的耐热回料管道进入流化床热解仓二次热解；

转化热解气热能的余热转换器与排气管相连，其一端设有排渣口，另一端设有流化蒸汽入口和与之相连的压风机，使流入的流化蒸汽的流速足够快足以使混合物料呈悬浮状态；

进行二次固体废物热解的流化床热解仓位于余热转换器上部通过管路连接，其设有辅助热解载体进料口，并通过耐热回料管道与热解半焦回转窑连接；分离气体和固体的旋风分离器通过管路与流化床热解仓相连，其所分离出来的辅助热载体通过辅助热载体管道回到热解半焦回转窑中；所述旋风分离器分离出来的气体进入气体处理组件进行后续处理。

进一步地，气体处理组件包括顺次连接的冷凝气体的冷凝塔，进行气液分离的分离槽和储存分离油品的储集罐，所述分离槽还设有烟囱。由旋风分离器分离出来的气体进入冷凝塔，冷凝成可作为化工原料的油品进入分离槽，经过冷凝与脱除焦油和二噁英的无害气体经烟囱排出，收集到的油品通过储集罐储存。

进一步地，所述进料口所在一端的热解半焦回转窑向上倾斜，其回转中轴线与水平面的夹角为7°-9°，有效地控制了固体废物的运输速度。

进一步地，所述热解半焦回转窑内部设有两个平行的螺旋状传送器，所述螺旋状传送器的螺径比为1.5，在转动的过程中能够使固体废料与辅助热载体在稳定恒速传输过程中充分接触。

进一步地，所述余热转换器内包括一个固气旋风分离器和带有自动启停功能的预热炉。所述固气旋风分离器出口连接有排渣口，将可燃碳灰和剩余残渣排出，所述预热炉在整个装置正常运转时停用，当温度低于800℃时自动启用，固气旋风分离器分离出的炽热可燃气体进入预热炉为二次热解提供热能。

进一步地，所述辅助热载体管道上设有一个冷却辅助热载体的冷却装置，将旋风分离器分离出来的辅助热载体冷却降温到450-600℃后回到热解半焦回转窑中。

进一步地，所述辅助热载体为直径0.3-0.5mm的石英砂粒，粒径过小导热效果差，过大则可能无法随着气体运动。

本实用新型的有益效果是：

(1)与现有技术相比，本实用新型提供的固体废物热解资源化利用装置操作方便，自动化程度高，结合了传统的回转窑和流化床的各自优点，对各种固体废物二次热解，工艺简单，结构紧凑，安全可靠，维护方便，生活垃圾、工业垃圾、有机废物及污泥等均可以进行热解处理，得到可以回收再利用的可燃气体、可燃碳灰以及可作为化工原料的热解油，实现了资源循环利用，降低了成本，大大提高了固体废物热解的综合利用效率，减少了环境的污染。

(2)在热解的化学反应过程中，二噁英的生成量与反应温度关系最密切，当温度在700-850℃时，产生的二恶英浓度最大，而低于或高于这个温度时其产生的浓度大大降低，因而本装置的一次热解温度在450-600℃，二次热解的温度在850-900℃，既保证了热解反应的彻底充分进行又消除了有害物质的产生。

(3)所述热解半焦回转窑设有两个平行的螺旋状传送器，在转动的过程中能够使固体废料与热载体石英砂粒在稳定恒速传输过程中充分接触，停留时间是可控的，并且兼具清理反应仓壁上的结焦作用，有效地改善了结焦不易清理而造成设备使用寿命不长的问题。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是热解半焦回转窑的结构示意图；

图3是余热转换器的结构示意图。

其中，1-热解半焦回转窑，2-余热转换器，3-流化床热解仓，4-压风机，5-电机，6-辅助热载体进料口，7-旋风分离器，8-进料口，9-冷却装置，10-冷凝塔，11-分离槽，12-烟囱，13-储集罐，14-过滤器，15-阀门，16传送带，17-排渣口，18-辅助热解载体入口，19-排气管，20-耐热回料管道，21-流化蒸汽入口，22-辅助热载体管道，23-螺旋状传送器，23a-上螺旋传送器，23b-下螺旋传送器，24-固气旋风分离器，25-预热炉，26-安全阀。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1、图2和图3所示的一种固体废物热解资源化利用装置，将需要热解的固体废物通过加料口和传送带送入热解半焦回转窑1，进料口8所在一端的热解半焦回转窑1倾斜向上，回转中轴线与水平面的夹角为8°，内部有两个平行的螺旋状传送器23，螺旋状传送器的螺径比为1.5，在转动的过程中能够使固体废料与辅助热载体在稳定恒速传输过程中充分接触。在热解半焦回转窑1内与温度为450-600℃的辅助热载体混合进行初次升温热解，辅助热载体为直径0.3-0.5mm的石英砂粒，粒径过小导热效果差，过大则可能无法随着气体运动，固体废物慢慢沉入石英砂粒内，热砂粒使固体废物软化，交换热量并不断发生摩擦，使固体废物不断分解，形成半焦颗粒。初次热解产生的热解气通过与过滤器14相连的排气管19进入余热转换器2，过滤器14可以将半焦颗粒状的固体废物和辅助热载体过滤而使粒径较小的可燃碳灰通过，半焦颗粒和辅助热载体通过耐热回料管道20进入流化床热解仓3二次热解并汽化。余热转换器2内部设有一个固气旋风分离器24和与之串联的预热炉25，固气旋风分离器24为CZT6型双筒旋风分离器，分离出来的可燃碳灰和剩余残渣通过排渣口17排出，分离出的高温热解气进入预热炉25为二次热解提供热能，固气旋风分离器24与预热炉25之间有一个安全阀26，余热转换器2下设有压风机4和流化蒸汽入口21，上部通过管路连接流化床热解仓3，使热气体流入且热气体的流速足够快足以使混合物料呈悬浮状态，流化床热解仓3一端设有辅助热解载体进料口6，经初次热解后的固体废料和辅助热载体在流化床热解仓3内二次热解，温度850-900℃热解2.5-3min，上端设有通过管路连接的旋风分离器7，旋风分离器7为XLT/A型旋风分离器，生成的气体和辅助热载体进入旋风分离器7，分离出来的辅助热载体通过辅助热载体管道22和冷却装置9降温到450-600℃后回到热解半焦回转窑1中，分离出来的气体进入冷凝塔10，冷凝成油品进入分离槽11，经过冷凝与脱除焦油和二噁英的无害气体经烟囱12排出，收集到的油品通过储集罐13储存。

应用本实施例的装置进行固体废物热解资源化利用的方法，包括以下步骤：

(1)固体废物通过加料口和传送带送入热解半焦回转窑1，与其中的高温辅助热载体发生热解反应，辅助热载体为直径0.3mm的石英砂粒，在500℃下热解3min，产生半焦固体颗粒及热解气，携带可燃碳灰、半焦颗粒和辅助热解载体的热解气通过与过滤器14相连的排气管19进入余热转换器，过滤器14可以将粒径较大的半焦颗粒和辅助热载体过滤而使粒径较小的可燃碳灰通过，使半焦颗粒和辅助热载体通过耐热回料管道20进入流化床热解仓3二次热解。余热转换器2内部设有一个固气旋风分离器24和与之串联的预热炉25，固气旋风分离器24分离出来的可燃碳灰和剩余残渣通过排渣口17排出，分离出的高温热解气进入预热炉25为二次热解提供热能，此时预热炉25将注入的流化蒸汽和热解气加热到900℃进入流化床热解仓3中。

(2)从流化床热解仓3底部流入的蒸汽进入预热炉25后与热解气混合进入流化床热解仓3，且热气体的流速足够快足以使混合物料呈悬浮状态，经初次热解后的半焦颗粒状固体废料和辅助热载体在流化床热解仓3内二次热解汽化，温度为900℃热解3min，生成的气体和辅助热载体进入流化床热解仓3上端的旋风分离器7。

(3)旋风分离器7分离出来的辅助热载体通过辅助热载体管道22和冷却装置9降温到500℃后回到热解半焦回转窑1中，分离出来的气体进入冷凝塔10，冷凝成油品进入分离槽11，经过冷凝与脱除焦油和二噁英的无害气体经烟囱12排出，收集到的油品通过储集罐13储存。

Claims (7)

1.一种固体废物热解资源化利用装置，其特征在于，包括：

进行一次固体废物热解的热解半焦回转窑(1)，其一端设有进料口(8)和辅助热解载体入口(18)，另一端分别设有排气管(19)和耐热回料管道(20)，所述排气管(19)前端设有过滤器；

转化热解气热能的余热转换器(2)，其与排气管(19)相连，所述余热转换器(2)一端设有排渣口(17)，另一端设有流化蒸汽入口(21)和与之相连的压风机(4)；

进行二次固体废物热解的流化床热解仓(3)，其与余热转换器(2)上部通过管路连接，所述流化床热解仓(3)设有辅助热解载体进料口(6)，并通过具有传送功能的耐热回料管道(20)与热解半焦回转窑(1)连接；

分离气体和固体的旋风分离器(7)，其通过管路与流化床热解仓(3)相连，其所分离出来的辅助热载体通过辅助热载体管道(22)回到热解半焦回转窑(1)中，所述旋风分离器(7)分离出来的气体进入气体处理组件进行后续处理。

2.根据权利要求1所述的一种固体废物热解资源化利用装置，其特征在于，所述气体处理组件包括顺次连接的冷凝气体的冷凝塔(10)，进行气液分离的分离槽(11)和储存分离油品的储集罐(13)，所述分离槽(11)还设有烟囱(12)。

3.根据权利要求1所述的一种固体废物热解资源化利用装置，其特征在于，所述进料口(8)所在一端的热解半焦回转窑(1)向上倾斜，其回转中轴线与水平面的夹角为7°-9°。

4.根据权利要求1所述的一种固体废物热解资源化利用装置，其特征在于，所述热解半焦回转窑(1)内部设有两个平行的螺旋状传送器(23)，所述螺旋状传送器(23)的螺径比为1.5。

5.根据权利要求1所述的一种固体废物热解资源化利用装置，其特征在于，所述余热转换器(2)内包括一个固气旋风分离器(24)和带有自动启停功能的预热炉(25)。

6.根据权利要求1所述的一种固体废物热解资源化利用装置，其特征在于，所述辅助热载体管道(22)上设有一个用于冷却辅助热载体的冷却装置(9)。

7.根据权利要求1所述的一种固体废物热解资源化利用装置，其特征在于，所述辅助热载体为直径0.3-0.5mm的石英砂粒。

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