CN213085883U - 一种秸秆低温无氧裂解处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种秸秆低温无氧裂解处理装置,涉及秸秆处理技术领域。烘干装置的出料口连接裂解反应装置的进料口,裂解反应装置的秸秆炭出口通过高温出炭装置连接炭收集装置,裂解反应装置的裂解气出气口连接裂解气体处理装置,裂解气体处理装置的排水口连接有污水处理装置,污水处理装置的浓缩液出口连接裂解反应装置的进料口。本实用新型利用秸秆预处理装置对秸秆进行预处理,然后裂解反应装置对烘干后的秸秆进行裂解,最后裂解反应装置产生的裂解气进入裂解气体处理装置进行收集处理,实现了秸秆裂解气化,得到燃气,实现秸秆的资源利用,避免焚烧秸秆造成环境污染以及存在重大安全隐患的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及秸秆处理技术领域,具体涉及一种秸秆低温无氧裂解处理装置。
背景技术
秸秆是成熟农作物茎叶(穗)部分的总称。通常指小麦、水稻、玉米、薯类、油菜、棉花、甘蔗和其它农作物(通常为粗粮)在收获籽实后的剩余部分。农作物光合作用的产物有一半以上存在于秸秆中,秸秆富含氮、磷、钾、钙、镁和有机质等,是一种具有多用途的可再生的生物资源,秸秆也是一种粗饲料。
目前仍然有大量秸秆是通过焚烧处理的,但是秸秆焚烧存在非常大的安全隐患,而且会造成严重的空气污染。
实用新型内容
为此,本实用新型提供一种秸秆低温无氧裂解处理装置,以解决现有技术中秸秆无法得有有效处理的问题。
为了实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:
该秸秆低温无氧裂解处理装置包括秸秆预处理装置、烘干装置、裂解反应装置、裂解气体处理装置和高温出炭装置,秸秆预处理装置连接烘干装置的进料口,烘干装置的出料口连接裂解反应装置的进料口,裂解反应装置的秸秆炭出口通过依次连接的高温出炭装置和秸秆炭冷却装置连接炭收集装置,秸秆炭冷却装置设置在烘干装置的内侧,裂解反应装置的裂解气出气口连接裂解气体处理装置,裂解气体处理装置的排水口连接有污水处理装置,污水处理装置的浓缩液出口连接裂解反应装置的进料口。
进一步地,所述的高温出炭装置包括高温炭箱和高温物料输送机构,高温炭箱与裂解反应装置的秸秆炭出口连接,高温物料输送机构的一端连接高温炭箱的下端,另一端连接秸秆炭冷却装置的进料口。
进一步地,所述的秸秆预处理装置通过第一螺旋挤压给料机连接烘干装置的进料口,烘干装置通过高温绞龙输送机和第二螺旋挤压给料机连接裂解反应装置的进料口。
进一步地,所述的秸秆预处理装置设置在一个封闭的预处理车间内,预处理车间通过引风机连接废气处理装置。
进一步地,所述的污水处理装置包括依次连接的污水预处理装置、炭过滤装置、DTRO碟管式处理装置、脱气塔和反渗透装置,炭过滤装置和DTRO 碟管式处理装置的浓缩液出口连接裂解反应装置的进料口。
进一步地,所述的污水预处理装置包括依次连接的污水收集池、污水预处理池和活性炭吸附净化池。
进一步地,所述的裂解反应装置包括多个裂解反应釜,裂解反应釜的筒体是由两个不同直径的圆筒体组成的同心卧式双层双筒中空圆筒体,相邻裂解反应釜的外筒体与外筒体连接相通,内筒体与内筒体连接相通,多个裂解反应釜上下相互相通串联组成,最下方的裂解反应釜连接有加热装置,烘干装置高温绞龙输送机和第二螺旋挤压给料机连通最上方的裂解反应釜的的内筒体,裂解反应釜的筒体两端通过封头密封,相邻两个裂解反应釜之间以及裂解反应釜的筒体与封头之间设有波形金属膨胀节。
进一步地,所述的裂解气体处理装置包括三相分离器、冷凝器、气液分离器和油水分离器,三相分离器连接裂解反应装置的裂解气出气口,三相分离器的水相出口连接油水分离器,三相分离器的气相出口连接冷凝器,冷凝器的液相出口连接气液分离器的入口,气液分离器的液相出口连接油水分离器,气液分离器的气相出口连接燃气收集机构,三相分离器、冷凝器、气液分离器和油水分离器的油相出口连接储油罐,油水分离器的水相出口连接污水处理装置。
本实用新型具有如下优点:
本实用新型利用秸秆预处理装置对秸秆进行预处理,然后裂解反应装置对烘干后的秸秆进行裂解,最后裂解反应装置产生的裂解气进入裂解气体处理装置进行收集处理,实现了秸秆裂解气化,得到燃气,实现秸秆的资源利用,避免焚烧秸秆造成环境污染以及存在重大安全隐患的问题。秸秆炭冷却装置设置在烘干装置的内侧,利用秸秆炭冷却装置内高温秸秆炭对烘干装置内的物料进行烘干,既可以冷却秸秆炭,又可以对秸秆进行烘干,提高能源利用效率。
附图说明
图1为本实用新型实施例1一种秸秆低温无氧裂解处理装置的示意图;
图2为本实用新型实施例1烘干装置的示意图;
图3为实施例1裂解反应装置的示意图;
图4为实施例1第一裂解反应釜的示意图;
图5为实施例1第一裂解反应釜的左视图;
图6为实施例1第二裂解反应釜的示意图;
图7为实施例1第三裂解反应釜的示意图;
图8为实施例1第四裂解反应釜的示意图;
图9为本实用新型实施例2烘干装置的示意图;
图中:1-秸秆收集堆放区 2-预处理车间 3-一级破碎机 4-皮带输送机 5-高温绞龙输送机 6-二级破碎机 7-引风机 8-外筒体进料口 9-秸秆储存仓 10-抓料机 11-皮带电子秤 12-第一螺旋挤压给料机 13-烘干装置 14-换热机构 15-第二螺旋挤压给料机16-第一裂解反应釜 17-第二裂解反应釜 18-第三裂解反应釜 19-第四裂解反应釜 20-加热装置 21-外部辅助加热装置 22-高温炭箱 23-高温出炭绞龙 24-冷却机构 25-炭仓26-三相分离器 27-冷凝器 28-气液分离器 29-油水分离器 30-废气处理装置 31-重油储罐 32-轻油储罐 33-脱硫脱氯装置 34-燃气除臭净化装置 35- 燃气储气包 36-燃气发电机 37-外筒体出料口 38-内筒体进料口 39-内筒体出料口 40-热空气入口 41-热空气出口 42-绞龙进料口 43-污水收集池 44-污水预处理池 45-活性炭吸附净化池 46-炭过滤装置 47-DTRO碟管式处理装置 48-脱气塔 49-反渗透装置 50-水净化处理处理装置 51-绞龙出料口 52-烘干外筒体 53-冷却内筒体 54-外筒体导料板 55-外筒体扬料板 56-内筒体导料板 57-冷却绞龙 58-裂解釜外筒体 59-裂解釜内筒体 60- 外保温层 61-裂解釜夹层 62-空心轴 63-螺旋桨叶 64-裂解气出气口 65-夹层热气出气口 66-裂解釜进料口67-波形金属膨胀节 68-密封装置 69-轴承 70-实心轴头 71-轴承座 72-端盖 73-外加热热气进气口 74-夹层热气进气口 75-裂解釜出料口 76-挡料板 77-燃烧室 78-燃烧器喷嘴 79-调节阀。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本实用新型可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本实用新型可实施的范畴。
实施例1
参见图1,该秸秆低温无氧裂解处理装置包括秸秆预处理装置、烘干装置 13、裂解反应装置、裂解气体处理装置、废气处理装置30和高温出炭装置,秸秆预处理装置通过第一螺旋挤压给料机12连接烘干装置13的进料口,烘干装置13的出料口通过高温绞龙输送机5连接第二螺旋挤压给料机15,第二螺旋挤压给料机15连接裂解反应装置的进料口,裂解反应装置的秸秆炭出口通过高温出炭装置连接换热机构14,废气处理装置30连接秸秆预处理装置的废气排放口,裂解反应装置的裂解气出气口64连接裂解气体处理装置,秸秆预处理装置、第一螺旋挤压给料机12、裂解气体处理装置的排水口连接有污水处理装置。
秸秆预处理装置设置在一个封闭的预处理车间2内,预处理车间2通过引风机7连接废气处理装置30。该秸秆预处理装置整个预处理车间设计了全封闭负压状态,车间上方安装了多个吸风口,风机通过管道把预处理车间产生的灰尘和废气吸收送到废气处理装置30通过设备除尘净化后达标排放。有效的控制了在预处理过程中所产生的灰尘和废气不向外排放,减少了二次排放污染。
秸秆预处理装置包括秸秆收集堆放区1、一级破碎机3、皮带输送机4、二级破碎机6、秸秆储存仓9、抓料机10和皮带电子秤11,一级破碎机3、皮带输送机4、二级破碎机6与秸秆储存仓9依次设置,抓料机10设置在秸秆储存仓9和皮带电子秤11之间。
其中:秸秆收集堆放区1,由秸秆专人收集后使用专用运输车送达秸秆预处理车间的秸秆收集堆放区1,秸秆收集堆放区1主要功能是用于秸秆收集后集中堆放,零时储存,等待处理。
一级破碎机3,包括:机座、机身、电机、减速机、轴承、主轴、刀片、梳刀器、进料斗、出料口、配电柜等。一级破碎机3选用动力90KW—220KW 的电机两台,刀具:则采用全进口刀具,一级破碎要求规格为200mm一下,破碎产量20一30吨/小时,该装置是采用两组进口刀具错开对滚设计,有两台同功率电机在同速度、同频率的相对方向旋转,由电机带动减速机传动两组刀片相对方向转动,破碎机上方设有进料料斗,进料料斗安装在破碎机进料口上方,物料进入进料斗后进行撕碎,破碎后的物料在破碎机下方出料口排出,进入输送机料斗,优点:扭力大、撕碎力强、破碎产量高、操控简单安全,维修方便。
二级破碎机6或者粉碎机,二级破碎机6,包括:机座、机身、电机、减速机、轴承、主轴、刀片、梳刀器、进料斗、出料口、配电柜等组成。可分为一次破碎(粗破)和二次破碎(细破),二次破碎选用动力55KW—75KW电机两台,刀具:则采用全进口刀具,破碎要求规格为100mm破碎产量10~20 吨/小时,该装置是采用两组进口刀具错开对滚设计,有两台同功率电机在同速度、同频率的相对方向旋转,由电机带动减速机传动两组刀片相对方向转动,破碎机上方设有进料料斗,进料料斗安装在破碎机进料口上方,物料进入进料料斗后进行撕碎,破碎后的物料在破碎机下方出料口排出。优点:扭力大、撕碎力强、破碎产量高、维修操控方便。
秸秆储存仓9,是设置在预处理车间一个用来临时堆放储存经预处理后的秸秆固堆放场所。
抓料机10,是安装在秸秆储存仓9的一侧边中间位置,主要作用是把秸秆储存仓9里的物料送入皮带电子秤11称重。
第一螺旋挤压给料机12、第二螺旋挤压给料机15,包括:挤压筒体、螺旋轴、传动装置、轴承、机架、铰刀、料斗、进料口、出料口等。第一螺旋挤压给料机12安装在皮带电子秤11与烘干装置13之间,第二包括螺旋挤压给料机安装在烘干装置13与第四裂解反应釜19之间,挤压筒体为锥形圆筒体,螺旋轴为螺旋蛟龙轴。锥形挤压筒体一端上方设有进料口,进料口上方安装有料斗,料斗与皮带电子秤11尾部出料端直接连接,锥形挤压筒体尾部设有出料口,出料口与烘干装置13的进料口直接连接,尾部出料口大约有一米左右无螺旋绞龙轴,该段是密封保压段,主要起到密闭隔氧,隔断外界氧气,防止氧气进入烘干装置13和裂解反应釜筒内以及筒内气体不向外泄漏,该设备保证了物料进入是在无氧密闭的状态下进行烘干和裂解。物料由皮带电子秤11 尾部排出直接进入螺旋挤压机进料口,驱动装置带动螺旋轴,在螺旋轴的旋转推动下沿轴向前推进,前进过程中物料受变化的螺距和调节挡板的作用下形成巨大的挤压力,使物料在外力的作用下挤压成型。当物料挤压出出料口时,出料口安装自动螺旋刀片,把挤出成型的物料打散,打散后的物料直接进入烘干装置13和四号裂解反应釜内,有利于物料快速烘干和裂解。此装置优势在于:进料均匀,隔氧密封性好,操作简单。
参见图2,烘干装置13为转动设置的烘干外筒体52,换热机构14为设置在烘干外筒体52内侧的冷却内筒体53,冷却内筒体53通过冷却机构24连接炭收集装置。冷却内筒体53与烘干外筒体52固定连接,烘干外筒体52内设有推动物料轴向移动的外筒体导料板54,烘干外筒体52内还设置外筒体扬料板55,冷却内筒体53内设有推动物料轴向移动的内筒体导料板56。
烘干外筒体52的一端设有外筒体进料口8,另一端设有外筒体出料口37,冷却内筒体53伸出烘干外筒体52的两端分别设有内筒体进料口38和内筒体出料口39,烘干外筒体52的两端还分别设有热空气入口40和热空气出口41。
该装置是设置了二个不同直径不同长度同心圆筒体,利用余热对物料进行烘干,采用两个筒体固定连接,利用烘干外筒体52传动装置带动内外筒体同一方向转速旋转,物料从外筒体进料口进入烘干外筒体52与冷却内筒体53 之间夹层随着筒体转动,物料在筒体夹层内翻滚由外筒体内壁设置的外筒体导料板54和外筒体扬料板把物料翻抄烘干向前推进直至把烘干后的物料从外筒体出料口排出,并通过烘干物料输送绞龙以及斗式提升机输送至裂解反应装置。
带有高温余热的秸秆炭由高温输送绞龙23进料口进入。由高温出炭绞龙 23从冷却内筒体53的进料口进入冷却内筒体53内部随着筒体转动,高温炭在冷却内筒体53内翻滚散热,散热出来的热量通过冷却内筒体53导热供烘干外筒体52夹层内的物料烘干,由冷却内筒体53内壁设置的导料板把高温秸秆炭翻抄向前推进直至从冷却内筒体53的出料口排出。内外筒体两端设置安装有密封装置68,内外筒体两端进出料口固定不转动,保证筒体内在密闭状态下。
该装置利用带有高温余热的秸秆炭直接进入冷却内筒体53内部散热,夹层传导热量对物料进行烘干,导热效果好,热能利用率高,对物料烘干时间短,速度快,产量高,降低成本。利用烘干外筒体52传动装置带动冷却内筒体53 同一方向同转速旋转,节约了动力,降低了能耗,降低了运行成本。利用余热转换技术把本应需要投入大量设备还要消耗大量能源才能把高温秸秆炭热量降下来,利用余热把它直接转换热能供物料烘干,大大节约能源,降低能耗,减少排放,降低成本。
现有技术采用水对高温物料直接冷却,造成大量水蒸气从出料口进入裂解反应釜,水蒸气进入釜内要消耗大量热能来帮助水来蒸发,对反应釜釜内物裂解处理造成很大影响。本实用新型在高温下保证了干出料的技术,避免了水蒸气进入裂解反应釜,冷却后方便秸秆炭储存和运输。裂解处理后的高温秸秆炭釆用秸秆冷却装置减少了水污染。高温秸秆炭从裂解反应釜排出后温度500 度左右,该技术釆用了烘干装置13,充分利用裂解处理后排出的高温秸秆炭余热供烘干装置13内筒体导热,导出来的热能供秸秆进行烘干处理。起到了隔氧密闭作用,保证了裂解反应釜在裂解处理过程中在无氧密闭状态下进行。
参见图3,裂解反应装置包括多个裂解反应釜,裂解反应釜的筒体是由两个不同直径的圆筒体组成的同心卧式双层双筒中空圆筒体,相邻裂解反应釜的外筒体与外筒体连接相通,内筒体与内筒体连接相通,多个裂解反应釜上下相互相通串联组成,最下方的裂解反应釜连接有加热装置20,烘干装置13通过高温绞龙输送机和第二螺旋挤压给料机15连通最上方的裂解反应釜的的内筒体,裂解反应釜的筒体两端通过封头密封,相邻两个裂解反应釜之间以及裂解反应釜的筒体与封头之间设有波形金属膨胀节67。
多个裂解反应釜包括第一裂解反应釜16、第二裂解反应釜17、第三裂解反应釜18和第四裂解反应釜19,第一裂解反应釜16连接有加热装置20,烘干装置13烘干后的秸秆依次经过第四裂解反应釜19、第三裂解反应釜18、第二裂解反应釜17和第一裂解反应釜16的内筒体;加热装置20加热第一裂解反应釜16后,第一裂解反应釜16的裂解釜夹层61内的热气依次流经第二裂解反应釜17、第三裂解反应釜18和第四裂解反应釜19的裂解釜夹层61;第四裂解反应釜19的外筒体的热气出口连接烘干装置13的热气入口。
裂解反应釜为二个不同直径同心卧式圆筒体,裂解釜外筒体58与裂解釜内筒体59之间形成裂解釜夹层61,裂解釜夹层61供加热热气自下向上对裂解釜内筒体59加热。该装置采用了多个裂解反应釜串连互通并用,在第一裂解反应釜16底部燃烧室77两侧安装的燃气喷嘴,避免了燃气喷嘴火焰直接对裂解釜内筒体59底部燃烧,该设计技术燃烧受热均匀,降低了直接燃烧对筒体造成的破坏,延长裂解反应釜的使用寿命。加热产生的热能自下向上加温供裂解反应釜裂解处理,并且保持24小时不间断连续运行。该裂解反应釜中间设置由空心轴62,在釜内高温下长时间运行会变形弯曲,所以该空心轴62采用了加强设计,在空心轴62中间设置安装有十字加强筋,该设计增加了空心轴62的强度,有效防止空心轴62在高温下运行造成空心轴62变形弯曲,保证了设备的正常运行,延长了设备的使用寿命。在第一裂解反应釜16的裂解釜进料口66下方底部设置了外加热装置20,在第一裂解反应釜16底部加热后釜内温度如果达不到完全裂解所需要的温度时,设置采用了外部辅助加热装置21从外部加热来满足釜内裂解所需要的温度,该装置灵活方便,可调控。在裂解反应釜出料口前面设置了挡料板76,该设计技术保证了物料在釜内有足够的停留时间来进行完全裂解炭化。烘干装置13前面设置安装了第一螺旋挤压给料机12,秸秆通过第一螺旋挤压给料机12挤压后起到了料封密闭隔氧作用,采用第一螺旋挤压给料机12把秸秆送入烘干装置13内,保证了连续均匀不间断给料。秸秆通过烘干、裂解处理后从第一裂解反应釜16底部一端的裂解釜出料口75排出进入高温出炭装置的高温炭箱22,然后再由高温出炭绞龙23排出,高温炭箱22和高温出炭绞龙23起到了料封密闭的作用。裂解反应釜在前后所设置安装的烘干密闭进料和裂解后密闭出料,设备保证了裂解反应釜在裂解处理过程中是全密闭无氧状态,中途无排放。
该装置采用低温无氧裂解处理技术可以处理所有有机废弃物(包括∶秸秆、生活垃圾、工业垃圾、餐厨垃圾、煤矸石、油泥、污泥、固废、危废等有机类),无需分类和筛选,在处理过程中无二次污染。裂解反应釜两端轴承69在高温下工作直接影响到轴承69的使用寿命和设备的正常运行,现有技术一直无法解决,本实用新型在设备结构上采用外置式设计,把轴承座71和轴承69移到两端封头外侧安装,另外在两端实心轴头70上打孔安装有水冷却装置通过水循环冷却处理,保证了轴承69使用寿命。裂解釜外筒体58两端端盖72外侧设置了密封装置68起到了密闭隔氧的作用。这种设计技术保证了釜内在密闭无氧状态下运行。本实用新型在结构设计上反应釜内筒体两端与端盖72之间设计安装了波形金属膨胀节67,另外在裂解反应釜上下进出料口之间也设计安装了波形金属膨胀节67,这样设计有效地消除了裂解反应釜在高温下工作热涨冷缩对筒体产生引力,延长了裂解反应釜的使用寿命。本实用新型在裂解釜外筒体58和裂解釜内筒体59中间的裂解釜夹层61设计安装了螺旋风道,由第一裂解反应釜16底部加热装置20加热后热气进入夹层热气风道然后进入螺旋风道对裂解反应釜内筒体进行加热,螺旋风道的设计使热气在釜体内的停留时间延长,充分利用热能,保证了釜内温度快速升温,加速物料裂解。
参见图4~8,下面对各裂解反应釜逐个进行介绍:
第四裂解反应釜19包括:裂解釜内筒体59、裂解釜外筒体58、端盖72、检修口、实心轴头70、空心轴62、螺旋桨叶63、螺旋风道、波形金属膨胀节 67、轴承69、轴承座71、密封装置68、连轴器、传动装置、裂解釜进料口66、裂解釜出料口75、夹层热气进气口74、夹层热气出气口65、裂解气出气口64、外加热热气进气口73、筒体外保温层60、测量传感装置、筒体固定支架。
裂解釜内筒体59为一个卧式圆筒体,是单层圆筒体,安装在外筒体内部相互连接固定不转动,采用耐高温不锈钢和耐高温特种锅炉钢材材质制成。裂解釜内筒体59两端和裂解釜内筒体59中间位置安装有波形金属膨胀节67,相互之间用法兰连接。第四裂解反应釜19上方一端设计有裂解釜进料口66,裂解釜进料口66与第二螺旋挤压给料机15出料口用法兰连接,裂解釜内筒体 59上方一端设有裂解气出气口64与裂解釜外筒体58互通,裂解气出气口64 与管道直接连接,裂解气体通过管道顺流导入裂解气体处理装置,第四裂解反应釜19下方一端设有裂解釜出料口75,裂解釜出料口75与第三裂解反应釜 18的裂解釜进料口66连接,中间安装有波形金属膨胀节67,波形金属膨胀节 67两端是用法兰连接,整个裂解反应釜釜内在裂解处理运行过程中必须保证釜内全密闭无氧状态。
裂解釜外筒体58为一个圆形卧式筒体,安装在裂解釜内筒体59外面与裂解釜内筒体59相互连接固定不转动。采用耐高温不锈钢和耐高温特种锅炉钢材材质制成,裂解釜内筒体59与裂解釜外筒体58是二个不同直径同心圆筒体,二个筒体之间形成了裂解釜夹层61,在裂解釜夹层61内设置安装了螺旋风道,螺旋风道与裂解釜内外筒体相连接,裂解釜外筒体58两端与端盖72连接,裂解釜外筒体58为圆形卧式筒体,裂解釜外筒体58外围表面安装大约15~25 公分厚耐高温防火阻燃的外保温层60。裂解釜进料口66与第二螺旋挤压给料机15出料口用法兰连接,裂解釜外筒体58上方一端设有裂解气出气口64与裂解釜内筒体59互通,裂解气出气口64与管道直接连接,裂解气体通过管道顺流导入裂解气体处理装置,裂解釜外筒体58上方一端设有夹层热气出气口 65,夹层热气出气口65与高温引风机7连接,由高温引风机7通过风管把夹层热气送入烘干装置13内供物料烘干处理。第四裂解反应釜19的裂解釜外筒体58下方一端设有裂解釜出料口75与裂解釜内筒体59互通,裂解釜出料口 75与第三裂解反应釜18的裂解釜进料口66连接,中间安装有波形金属膨胀节67,波形金属膨胀节67两端是用法兰连接,第四裂解反应釜19的裂解釜外筒体58下方一端设有夹层热气进气口74,夹层热气进气口74与第三裂解反应釜18的裂解釜外筒体58上方一端夹层热气出气口65用法兰连接,中间安装有波形金属膨胀节67,波形金属膨胀节67两端是用法兰连接。
端盖72,安装在筒体两端波形金属膨胀节67外侧,采用耐高温锅炉钢板或者不锈钢材质制作焊接加工而成。在筒体两端对筒体起到密封作用,端盖 72中心位置安装空心轴62轴,端盖72外侧固定安装有密封装置68,相互之间紧密配合。
检修口,安装在第四裂解反应釜19上方两端,裂解釜内筒体59与裂解釜外筒体58串连互通,检修口上方设置有安全盖,安全盖下面安装有耐高温防火阻燃密封材料,安全盖上方安装有耐高温防火阻燃的外保温层60,该装置主要方便设备检修而设置的。
实心轴头70为碳钢焊接加工而成,安装在空心轴62的两端,实心轴头 70处安装有耐高温轴承69,轴承69安装在轴承座71内,轴承座71安装在釜体两端密封装置68外侧,轴承座71和实心轴头70上分别设有两个水孔,两孔相连,一个孔为进水孔,另一个孔为出水孔,与水冷却装置配合使用,起到冷却降温作用,延长轴承69的使用寿命,保证设备的正常运行。
空心轴62,由无缝钢管焊接加工而成,安装在釜内中间位置,主轴中间为空心轴62,轴的两端为实心轴,轴的两端实心轴头70处安装有耐高温轴承 69,轴承69安装在轴承座71内,轴承座71安装在釜体两端密封装置68外侧,轴承座71和轴的两端实心轴头70分别设置有水冷却装置。空心轴62上设置安装有螺旋桨叶63,物料进入第四裂解反应釜19内由传动装置带动主轴和螺旋桨叶63把物料不断翻抄向前推进直至从出料口排出。
螺旋桨叶63,是安装在釜体内部空心轴62体上的,是由空心无缝钢管和防腐钢板焊接加工而成,在根据釜内空间大小计算设计采用多排、间隔、阶梯等螺旋方式进行排列,桨叶叶片设计安装有倾斜角度,排列均匀不留死角,在裂解釜进料口66下方主轴上设置安装有1~2米的螺旋绞龙叶片后面为螺旋桨叶63,这种设计是防止物料从进料口进入后堆积在进料口,当物料进入釜内由传动装置带动轴和螺旋桨叶63把物料反复在釜内翻炒把物料向前推进,直至物料排出。
螺旋风道,安装在裂解釜内筒体59与裂解釜外筒体58之间裂解釜夹层 61内,是由钢板制作焊接而成,与裂解釜的内外筒体连接,采用螺旋设计围绕裂解釜内筒体59外表面周围,供加热热气通过夹层螺旋风道围绕裂解釜内筒体59加温加热,该螺旋风道设计,使加热热气在螺旋风道内停留时间长,升温速度快,使物料在裂解反应釜内快速完全裂解,提高产量,降低成本。
波形金属膨胀节67,采用独特工艺,选用特殊钢板或不锈钢材质,通过高压压力机一次性压制成型或通过焊接工艺焊接而成。波形金属膨胀节67两端釆用法兰连接,可单个或者多个波形金属膨胀节67叠加连接使用。该装置安装在第四裂解反应釜19裂解釜内筒体59两端与端盖72之间位置和裂解釜内筒体59中间位置釆用焊接工艺的波形金属膨胀节67。第四裂解反应釜19 上下进出料口之间中间位置和第四裂解反应釜19上下夹层热气进气口74、出气口之间中间位置,釆用一次性压制而成的波形金属膨胀节67,相互之间用法兰连接,裂解釜内筒体59波形金属膨胀节67外侧安装有端盖72,相互之间用法兰连接。波形金属膨胀节67主要作用是裂解反应釜釜体在高温下运行温度对筒体产生的引力通过该装置来调节或消除筒体引力。保护釜体在运行过程中不变形、不开裂,延长裂解反应釜釜体的使用寿命。
轴承69,安装在釜体两端密封装置68外侧轴承座71内,在釜体两端密封装置68外侧安装有轴承座71,轴承座71与密封装置68固定紧密连接,轴承69受釜内温度影响,在高温下工作,会影响轴承69的使用寿命。为了使轴承69在高温环境下能够正常运行,采用了水循环冷却工艺,在轴承座71内设计由水孔和主轴的两端实心轴头70设计由水孔,利用水循环冷却装置,来达到轴承69的冷却效果,保证了设备的正常运行,延长了轴承69的使用寿命。
轴承座71,选用铸钢材质,釆用铸造工艺,一次性成型再通过加工而成。安装在实心轴头70两端密封装置68外侧,轴承座71设计有进水孔和出水孔之间相通,通过水冷装置对轴承69起到冷却降温效果。
密封装置68,包括填料密封和机械密封,(1)填料密封是一种压盖密封。安装在筒体两端端盖72外侧,它靠压盖产生压紧力,从而压紧填料,迫使填料压紧在密封效果的径向力,因而起到密封作用。填料密封结构简单,操作维修方便。(2)机械密封,安装在端盖外侧与轴承69之间,该装置选用高强度钢材或不锈钢材质在高压压力机一次性压制成型通过焊接加工而成,是一种旋转机械的轴封装置,是指由至少一对垂直于旋转轴线端面在流体压力和补偿机构弹力或者磁力的作用下以及辅助密封的配合下保持贴合且相对滑动所构成的防止流体泄漏的装置,安装在轴的两端端盖72外侧,起到筒体与轴的密闭作用。
连轴器,选用高强度耐磨钢材加工而成,主要是起到传动装置与主轴的连接传动的作用,在轴的扭力过大,超负荷的情况下起到保护电机和减速机的作用,还有便于设备的维修。
传动装置,包括电机和变速箱。电机驱动,带动变速箱,再由变速箱根据需要设定转速通过连轴器带动第四裂解反应釜19釜内主轴和螺旋桨叶63的转动,再带动釜内物料向前推进同时加速物料的裂解。
裂解釜进料口66、裂解釜出料口75使裂解反应釜上下釜与釜之间裂解釜内筒体59相互互通连接,该装置是为了物料进入和排出设计的,裂解釜进料口66设计在第四裂解反应釜19上方一端,裂解釜进料口66与第二螺旋挤压给料机15出料口连接,裂解釜出料口75设计在第四裂解反应釜19下方一端,裂解釜出料口75也可以设置在裂解釜外筒体58一端侧面出料,裂解釜出料口 75与第三裂解反应釜18上方的裂解釜进料口66连接,裂解反应釜上下进出料口之间中间位置设计安装有波形金属膨胀节67,两端用法兰连接。
夹层热气进气口74、夹层热气出气口65,是为了夹层热气的进入和排出而设计的,夹层热气进气口74设计在第四裂解反应釜19下方一端,夹层热气进气口74与第三裂解反应釜18上方一端夹层热气出气口65用法兰连接。中间设计安装有波形金属膨胀节67,两端用法兰连接。夹层热气出气口65设计在第四裂解反应釜19上方一端,夹层热气出气口65与高温引风机7直接连接,由高温引风机7通过管道把夹层热气送入烘干装置13上方一端的热气入口,供烘干装置13对物料进行烘干处理,该夹层热气是和裂解反应釜釜与釜之间裂解釜外筒体58相连接,夹层热气进入釜体夹层螺旋风道内自下向上循环流通对裂解釜内筒体59加热。
裂解气出气口64,是为了裂解气体排出而设计的出气口,裂解气出气口 64设计在第四裂解反应釜19上方一端,裂解气出气口64与管道直接连接,通过管道把裂解气体送入裂解气体处理装置进行处理净化后进入气包储存。
外加热热气进气口73,是由外部辅助加热装置21加热后由高温引风机7 把热风通过风管送入第四裂解反应釜19底部的外加热热气进气口73,然后进入裂解釜夹层61内的螺旋风道对裂解釜内筒体59进行加热,第四裂解反应釜 19的外加热热气进气口73与风管直接用法兰连接,该装置是第四裂解反应釜19备用加热,起到快速调节加温,增加产量,加速裂解。
外保温层60,安装在裂解反应釜釜体外部表面大约15~25公分厚,对釜内温度起到保温隔热作用,围绕釜体外表面安装,釆用防火阻燃保温材料,表面釆用不锈钢薄板或者薄型彩钢板封面,根据裂解反应釜的裂解釜外筒体58 表面形状大小模块化设计,现场直接拼装。优点﹕保温效果好,结构简单,安装方便,便于维修。
测量传感装置,安装在第四裂解反应釜19釜体上,用来测量釜内温度、压力、轴的转速等变化,由传感器把检测到的数据传输到控制中心,由工作人员在通过数据分析,随时掌控和调整物料裂解处理的变化和釜内的实际情况。
筒体固定支架,用型钢焊接而成,安装在裂解釜外筒体58底部两端和中间位置,下方固定在地平钢梁轨道上,保证裂解反应釜平衡和稳定。
第三裂解反应釜18相比于第四裂解反应釜19增加了挡料板76,并且第三裂解反应釜18未设置裂解气体出口,另外第三裂解反应釜18的进出料口和外加热热气进气口58与第四裂解反应釜19设置在相反方向。挡料板76,用钢板制作而成,安装在第三裂解反应釜18下方一端裂解釜出料口75前面,挡料板76高度根据需要可灵活调节,高度为裂解釜内筒体59直径的一半以下,挡料板76设置在裂解釜内筒体59下半部位置。主要作用是用来调节物料在釜内裂解处理时停留的时间,保证物料在釜内有充足时间完全裂解。
第三裂解反应釜18的裂解釜进料口66与第四裂解反应釜19的裂解釜出料口75连接,第三裂解反应釜18的裂解釜出料口75与第二裂解反应釜17 上方的裂解釜进料口66连接,裂解反应釜上下进出料口之间中间位置设计安装有波形金属膨胀节67,两端用法兰连接。第三裂解反应釜18的夹层热气进气口74与第二裂解反应釜17上方一端夹层热气出气口65用法兰连接,中间设计安装有波形金属膨胀节67,两端用法兰连接。第三裂解反应釜18的夹层热气出气口65与第四裂解反应釜19下方一端夹层热气进气口74用法兰连接,中间设计安装有波形金属膨胀节67,两端用法兰连接。
第二裂解反应釜17和第一裂解反应釜16相比于第四裂解反应釜19也增加了挡料板76,第一、第二、第三裂解反应釜内筒体挡料板基本相同,并且第二裂解反应釜17和第一裂解反应釜16未设置裂解气体出口。另外第二裂解反应釜17的进出料口和外加热热气进气口58与第四裂解反应釜19设置在相同方向,而第一裂解反应釜16的进出料口和外加热热气进气口58与第三裂解反应釜18设置在相同方向。
第一裂解反应釜16的裂解釜内筒体59与裂解釜外筒体58之间的裂解釜夹层61内为夹层热气风道,是由钢板制作焊接而成,与裂解釜的内外筒体连接,设计围绕在内筒体外表面周围,供加热热气通过夹层热气风道围绕内筒体加温加热。第一裂解反应釜16的外筒体增加设置了燃烧室。
加热装置20,包括:燃烧室77、燃烧床、燃烧器、自动点火装置和调节阀79。
燃烧室77,固定在第一裂解反应釜16的裂解釜外筒体58下方底部,开设有一个长方形燃烧室77,燃烧室77与第一裂解反应釜16下方底部裂解釜外筒体58连接,燃烧室77两边内侧安装有燃烧床,燃烧室77四周采用钢板围焊封闭,保证了燃气充分燃烧,无气体排放。
燃烧床,安装在燃烧室77两边内侧,采用防腐钢材和不锈钢材料焊接而成,燃烧床上安装有燃烧器、燃烧器喷嘴78、调节阀79、燃气管道、氧气管道以及控制装置,燃烧床拆卸维修方便。
燃烧器、燃烧器喷嘴78,安装在燃烧床上,燃烧器上安装有燃烧器喷嘴 78,燃烧器喷嘴78朝上,角度倾斜,对着第一裂解反应釜16的裂解釜内筒体 59加热。燃烧器由燃烧器外壳、燃气管、燃气帽、空气旋风片、安全调节阀 79等组成。燃烧器喷嘴78采用模块化设计,结构简单,安装维修方便,燃烧安全稳定,无回火、脱火现象,燃烧充分,节能环保。
自动点火装置,采用脉冲点火器,是工业燃烧设备常用的点火方式,脉冲连续点火装置由开关点火器组成,具有操作简便,点火着火率高,燃烧稳定,可调控性强,结构简单,维修方便,安全可靠。
调节阀79,安装在燃烧器与氧气进气管和燃气进气管之间,调节阀79一端连接氧气进气管和燃气进气管,另一端通过管道与燃烧器连接,调节阀79 主要用来调节燃气和氧气的最佳进气比例,让燃气充分燃烧。
废气处理装置30,又名:喷淋脱硫塔,包括脱硫塔筒体、搅拌器、喷淋装置、除雾器、反冲洗装置、沉淀池、进气口、排气口等。脱硫塔筒体为圆筒体采用钢板制成,喷淋脱硫塔底部设有进气口,由高温引风机加压,通过管道把灰尘和尾气送入脱硫塔底部进气口,脱硫塔底部为沉淀池,塔内安装一台侧搅拌器,塔体中部装有三层喷淋布水装置,两层除雾器,三层反冲洗装置,脱硫塔内多层多个喷头,无死角喷洒碱性水雾,脱硫塔的顶部设有排气口,灰尘和尾气进入塔体后经过处理净化后进入等离子除臭装置,净化处理后达到国家排放标准要求。
裂解气体处理装置包括三相分离器26、冷凝器27、气液分离器28和油水分离器29,三相分离器26连接裂解反应装置的裂解气出气口64,三相分离器 26的水相出口连接油水分离器29,三相分离器26的气相出口连接冷凝器27,冷凝器27的液相出口连接气液分离器28的入口,气液分离器28的液相出口连接油水分离器29,气液分离器28的气相出口连接燃气收集机构,三相分离器26、冷凝器27、气液分离器28和油水分离器29的油相出口连接储油罐,油水分离器29的水相出口连接污水处理装置。燃气收集机构包括依次连接的脱硫脱氯装置33、燃气除臭净化装置34、燃气储气包35和燃气发电机36,燃气储气包35连接裂解反应装置的加热装置20。裂解气体从第四裂解反应釜 19上方出口排出,通过管道进入三相分离器26,裂解气体进入三相分离器26 温度控制在200度左右,分离出来的重油(焦油)和轻油通过管道分别送入重油储罐31和轻油储罐32,分离出来的可燃气体直接进入冷凝器27,可燃气体进入冷凝器27温度控制在80度左右,分离出来的水通过管道进入油水分离器 29进一步处理,从冷凝器27分离出来的分离出来的重油(焦油)和轻油通过管道分别送入重油储罐31和轻油储罐32,分离出来的可燃气体直接进入气液分离器28进一步处理,分离出来的水通过管道进入油水分离器29进一步处理,从气液分离器28分离出来的可燃气体通过管道进入脱硫脱氯装置33进一步净化处理,分离出来的重油(焦油)和轻油通过管道分别送入重油储罐31和轻油储罐32,分离出来的水通过管道进入油水分离器29进一步处理,通过油水分离器29出来的重油(焦油)和轻油通过管道分别送入重油储罐31和轻油储罐32,分离出来的水通过管道送入污水处理装置处理后循环使用。可燃气通过脱硫脱氯装置33净化处理后直接送入燃气储气包35储存供加热装置20加热自用或者发电上网。三相分离器26、冷凝器27、气液分离器28和油水分离器29可以采用CN202010192055.2中的相应结构。
脱硫脱氯装置33,该装置是一种循环流化床,裂解气体脱硫脱氯的方法。由旋风分离器分离离开循环流化床反应器的固体颗粒,并将该固体颗粒和生石灰同时进入加湿器中,向加湿器内喷入雾化水滴,加湿固体颗粒将其中的乏脱硫剂活化,加湿生石灰将其消化,然后进入循环流化床反应器中,循环流化床中的酸性气体成分与被活化的乏脱硫剂和被消化的石灰发生反应。其装置主要由水泵循环物流加湿装置、循环流化床反应器等组成。该装置在加湿器中加湿新鲜的脱硫剂和乏脱硫剂,进入循环流化床的物料为潮湿物料,可以解决常规循环流化床内部喷浆造成的结垢,由于取消了常规的脱硫系统中石灰的消化,制浆设备所以不存在喷嘴的磨损和堵塞等问题。
高温出炭装置包括高温炭箱22和高温出炭绞龙23,高温炭箱22与裂解反应装置的秸秆炭出口连接,高温出炭绞龙23的一端连接高温炭箱22的下端,另一端连接秸秆炭冷却装置的进料口。现有技术釆用的水直接与炭接触冷却,大量水蒸气出炭进入裂解反应釜要消耗大量热能来帮助水来蒸发,对反应釜釜内物裂解处理造成很大影响。该装置釆用了炭在高温下保证了干出炭的技术,避免了水蒸气进入裂解反应釜,方便炭储存和运输。炭在高温下釆用绞龙冷却装置减少了水污染。炭从裂解反应釜排出后温度500度左右,该装置釆用了导热换热装置充分利用余热供物料烘干。5该装置起到了隔氧密闭作用,保证了裂解反应釜在裂解处理过程中在无氧密闭状态下进行。
高温炭箱22,包括:箱体、进料口、搅拌器、限位器、温度表、压力表等装置。高温炭箱22为长方形箱体,采用钢板焊接而成,箱体上方顶端设有进料口,进料口与裂解反应装置的秸秆炭出口连接,中间安装有波形膨胀节,膨胀节两端用法兰连接,箱体上方顶端两边箱体内安装有搅拌器,箱体内侧上下安装有限位器,箱体上方安装有温度表和压力表,箱体内底部设有出料口,出料口与高温出炭绞龙23进口连接,高温出炭绞龙23安装在箱体底部,通过裂解处理后的物料从裂解反应釜出料口排出直接进入高温炭箱22然后再由高温炭箱22底部高温出炭绞龙23送入烘干装置13,箱体外侧整体安装有保温层。该装置为全密闭无氧状态,起到了料封密闭隔氧作用。
高温出炭绞龙23,包括:绞龙筒体、绞龙轴、轴承69、传动装置、进料口、出料口等。该装置为圆筒体,由钢管焊接而成,高温出炭绞龙23安装有倾斜角度,绞龙筒体一端底部安装传动装置(电机),筒体一端与传动装置用法兰连接,筒体内部安装有无轴绞龙片,无轴绞龙片的一端安装有高温轴承 69与传动装置连接,无轴绞龙片的另一端不固定,筒体上方一端设有进料口,进料口与高温炭箱22底部出料口用法兰连接,另一端下方设有出料口,出料口与高温绞龙进口直接连接,该装置为全密闭无氧状态。
冷却机构24,为绞龙冷却装置,包括:筒体、绞龙轴、高温轴承69、驱动装置、进料口、出料口、进水管、出水管、水泵、储水箱、冷却塔等组成。该装置为两个不同直径的同心圆形筒体,由钢板卷制或钢管焊接而成。两个筒体之间设有螺旋水道。该装置主要通过冷却塔冷却后的水,通过水管送到储水箱储存,供绞龙冷却装置冷却用水循环使用。
炭收集装置为炭仓25,冷却后的炭被送入炭仓25存放。炭仓25还连接筛选机和金属磁选机。筛选机和金属磁选机可以采用CN202010192055.2中的相应结构。
污水处理装置包括依次设置的预处理装置、炭过滤装置46、DTRO碟管式处理装置47、脱气塔48、反渗透装置49等。
预处理装置包括依次连接的污水收集池43、污水预处理池44和活性炭吸附净化池45等。该装置用污水泵将污水收集池43内的污水送入污水预处理池44釆用污水专用药济进行预处理,污水预处理后进入活性炭吸附净化池45,然后经过炭过滤装置46进行过滤,过滤出来的浓缩液直接送入裂解反应釜进行裂解处理,通过过滤后的污水送入活性炭净化处理,在池内放入一定比例的活性炭进行搅拌净化处理后再通过活性炭吸附净化池45进行过虑,然后由水泵净化过虑后的污水直接进入下一级DTRO碟管处理装置47继续处理。DTRO 碟管式处理装置47和反渗透装置49可以采用CN202010192055.2中的相应结构。
脱气塔48为圆柱形塔式结构,由配水装置、填料层、鼓风装置组成。水从上部进入塔体,由配水装置均匀的喷淋在填料表面形成水膜,经填料层与空气接触后流入下部集水箱,空气由鼓风机从塔体转入,与水中析出的二氧化碳一起从顶部排出。
控制柜是按电器接线要求,将开关设备、测量仪表、保护电器和辅助设备组装在封闭或半封闭金属柜中,其布置应满足电力系统正常运行的要求,便于检修不危及人身及周围设备的安全。正常运行时可借助手动或自动开关接通或分断电路,故障或不正常运行时借助保护电器切断电器或报警。借助测量仪表显示运行中的各种参数,还可以对某些电器参数进行调整,对偏离正常工作状态进行提示或发出信号,控制柜主要是对该装置的设备运行进行调整和保护。
自动化控制装置,由被控制对象与控制装置组成。其中控制装置基本组成为:测量装置、给定环节、比较环节、放大环节、执行机构与校正装置等。控制方式分:开环控制系统、闭环控制系统和复合控制系统。按输入信号特征分:恒值控制系统、随动系统、程序控制系统。按系统特性分:连续系统、离散系统、定常系统和时变系统、线性系统和非线性系统,其中线性系统具有叠加性和齐次性,自动控制原理主要分拆线性定常系统。
利用秸秆低温无氧裂解处理装置处理秸秆的工艺,包括以下步骤:
(1)、利用秸秆预处理装置对秸秆进行破碎和粉碎处理;
秸秆收集后由专人用专用车辆送入秸秆预处理车间,经称重计量登记入库后送入秸秆收集堆放区1,临时堆放等待处理,秸秆进入预处理车间后由第一抓料机2把秸秆收集堆放区1的秸秆抓入一级破碎机3进料口进行破碎,破碎机进料口上方设置由灰尘和废气收集口,由引风机7通过风管吸风口把灰尘废气吸入风管然后再送入废气处理装置30进行除尘净化处理后达标排放。破碎后的秸秆再从一级破碎机3底部出料口排出进入皮带输送机4料斗,然后由皮带输送机4把破碎后的秸秆送入二级破碎机6进料口进行破碎或者粉碎,经破碎机破碎达到所需要求后送入秸秆储存仓9临时储存堆放等待处理。
(2)、加热裂解反应装置,使裂解反应装置温度达到300℃以上;
采用制氮机对烘干装置13和裂解反应装置内充氮气把烘干装置13和裂解反应装置内的氧气向外排空,然后开始起动加热装置20,初始化启动可使用外购液化气或者利用前期储存于燃气储气包35内的可燃气,通过燃气管道送入加热装置20。由加热装置20打开燃气阀门、氧气阀门、调节阀79后由电子自动点火装置点燃燃烧器,由燃烧室77两侧安装的燃烧器通过燃烧器喷嘴 78在燃烧室77内对第一裂解反应釜16内筒体加热,经燃烧器燃烧加热产生的热气进入裂解釜夹层61的螺旋风道围绕反应釜内筒体自下向上加温加热,该裂解工艺前期初始化需要先缓慢加热,以保证裂解反应釜在受热后缓慢变形,大约需要3小时左右,当温度升至300度时起动抓料机10、皮带电子秤 11、第一螺旋挤压给料机12、烘干装置13和裂解处理装置开始缓慢进料。
(3)、秸秆预处理装置通过烘干装置13烘干秸秆;
当裂解反应装置通过初试化预热加温加热后,当裂解反应釜内温度升至 300度左右时同时起动抓料机10、皮带电子秤11、皮带输送机4、第一螺旋挤压给料机12、烘干装置13,第二螺旋挤压给料机15、高温绞龙输送机或者斗式提升机、裂解处理装置等相关设备,开始缓慢进料,由抓料机10把秸秆预处理后储存在储存仓内的秸秆抓到皮带电子秤11料斗内进行称重计量,称重计量后的秸秆由皮带电子秤11通过皮带输送机送入第一螺旋挤压给料机12进料口,秸秆进入后经第一螺旋挤压给料机12挤压均匀给料送入烘干装置13 的烘干外筒体52进料口进行烘干处理。烘干装置13的冷却内筒体53利用第一裂解反应釜16排出的高温炭,温度在500度左右,经高温炭箱22由高温出炭绞龙23把高温干炭送入烘干装置13内筒体或冷却绞龙57缓慢通过,高温炭通过内筒体把余热导入夹层外筒体内对秸秆进行烘干。烘干装置13外筒体进料口下方设置有夹层热气进气口74,由第四裂解反应釜19上方夹层热气出气口65由引风机7通过管道送入烘干装置13外筒体内对秸秆进行烘干。秸秆进入烘干筒内在外筒体导料板54的作用下随着筒体旋转缓慢通过,烘干后从外筒体尾部出料口排出进入高温输送绞龙21送入第二螺旋挤压给料机15进料口,经第二螺旋挤压给料机15直接进入第四裂解反应釜19内,第二螺旋挤压给料机15挤压后起到料封密闭,均匀给料。秸秆烘干停留时间为30~40分钟。换热冷却后的干炭从内筒体或者冷却绞龙57尾部出料口排出进入绞龙冷却装置进行冷却处理,烘干后的尾气从烘干装置13一端上方尾气出气口排出由高温引风机7通过管道把排出的尾气送入废气处理装置30,处理净化后达标排放,整个余热烘干工艺过程是全密闭状态下进行。
(4)、将秸秆送入裂解反应装置进行裂解,裂解反应装置产生的裂解气进入裂解气体处理装置进行收集处理。
秸秆通过烘干装置13烘干后由第二螺旋挤压给料机15通过挤压二次封闭隔氧后直接送入第四裂解反应釜19内。初始化对裂解反应釜进行阶梯加热,设备加热到正常裂解温度为﹕第一裂解反应釜16加热温度为500℃~600℃,物料在釜内停留时间﹕2.5~3小时,釜内空心轴62和桨叶的转速为1~15转/ 分钟。第二裂解反应釜17梯加热温度为400℃~500℃,物料在釜内停留时间﹕2~2.5小时,釜内空心轴62和桨叶的转速为1~15转/分钟。第三裂解反应釜 18梯加热温度为250℃~400℃,物料在釜内停留时间﹕1.5~2小时,釜内空心轴62和桨叶的转速为1~15转/分钟。第四裂解反应釜19梯加热温度为150℃~250℃,物料在釜内停留时间﹕1~1.5小时,釜内空心轴62和桨叶的转速为 1~15转/分钟。由螺旋挤压机连续不间断供料,确保裂解反应釜在密闭无氧状态下连续正常运行,对物料进行完全裂解处理。当秸秆完全裂解炭化后从第一裂解反应釜16出炭口排出直接进入高温炭箱22,高温炭余热供烘干装置13 对秸秆进行余热烘干。
第一裂解反应釜16的加热方法可釆用燃烧炉直接加热方式和外部加热方式(热风炉加热),1、燃烧炉直接加热方式是由第一裂解反应釜16底部设置安装的燃烧室77,在燃烧室77两侧安装有燃烧器和喷嘴,燃烧室77内还安装有自动点火装置和调节阀79,初试加热可釆用外购液化气和前期储存于气包内的可燃气,由燃气管和氧气管通过调节阀79调配到最佳比例进入燃烧器,打开自动点火装置点燃后通过喷嘴对第一裂解反应釜16内筒体进行加热。2、外部加热方式(热风炉加热),由外部辅助加热装置21的热风炉内设置安装有燃烧器、喷嘴、调节阀、自动点火装置。初试加热可釆用外购液化气和前期储存于气包内的可燃气,由燃气管和氧气管通过调节阀调配到最佳比例进入燃烧器,打开自动点火装置点燃后通过喷嘴对炉内燃烧当热风炉炉内温度达到800 度以上由高温引风机通过热风管进入第一裂解反应釜一端下方外加热热气进气口73进入釜内热气自下向上对内筒体进行加热。
秸秆预处理车间在预处理过程中产生的灰尘和废气由吸风口收集后通过引风机7和热风管把灰尘和废气送入废气处理装置30进行处理净化后达标排放。
秸秆进入裂解反应釜后通过在低温无氧密闭状态下进行裂解处理,物料通过高温裂解后产生的可燃气体从第四裂解反应釜19一端上方裂解气体出气口排出,裂解气体排出后由管道顺流进入裂解气体处理装置,裂解气体先进入三相分离器26,当裂解气体进入三相分离器26时,三相分离器26内的温度控制在200左右重质裂解油(焦油)开始结晶凝固,便于焦油的收集,经气液分离器把重质裂解油(焦油)和轻油分离出来,经管道分别送入重油储罐31和轻油储罐32。分离出来的水通过管道送入油水分离器29,通过分离后排出的气体经管道直接进入冷凝器27,当裂解气体进入冷凝器27后,冷凝器27内的温度控制在80度左右,裂解气体中的油和水蒸气开始结晶凝固,气体经冷凝器27冷却处理后分离出来的重质裂解油(焦油)和轻油经管道分别送入重油储罐31和轻油储罐32,通过冷凝处理后排出的水经管道直接送入油水分离器29进行分离,通过冷凝处理后排出的裂解气体进入气液分离器28,气液分离器28内的温度控制在80度以下,裂解气体中的油和水蒸气开始结晶凝固,再通过气液分离器28分离重质裂解油(焦油)和轻油分离出来,通过管道分别送入储油罐,分离出来的水通过管道送入油水分离器29进行分离,裂解气体通过气液分离器28分离出来的可燃气体通过管道送入脱硫脱氯装置33处理净化后通过管道送入燃气储气包35使用,可供燃气发电机36发电自用。气液分离出来的水通过管道送入油水分离器29进行分离,分离出来的重质裂解油 (焦油)和轻油通过管道分别送入重油储罐31和轻油储罐32,分离出来的水通过管道送入水循环池循环使用。
炭从第一裂解反应釜16下方一端炭出口排出,炭排出后直接进入高温炭箱22,炭排出釜外的温度在500℃左右,高温炭箱22上方安装有温度和压力传感器,把高温炭箱22内的实时温度和压力传输到中控室供工作人员参考随时调控。炭箱底部设计安装了出炭绞龙,炭进入炭箱后由出炭绞龙把高温炭通过高温绞龙输送机送入烘干装置13,高温炭进入内筒体或者高温绞龙通过内筒体或者高温绞龙筒体夹层导热把炭的余热导入烘干外筒体52内供物料烘干。经过余热烘干后的炭由高温绞龙把炭送入绞龙冷却装置,绞龙冷却装置设计由二个不同直径同心的圆筒体,内筒由绞龙轴和绞龙片把炭向前推进,外筒体与内筒体中间夹层设计有螺旋水道,利用储水箱中的水通过管道送入绞龙冷却装置一端上方进水口,把水送入外筒体与内筒体中间夹层螺旋水道内,水顺着螺旋水道对内筒体内的高温炭进行冷却处理,然后再从绞龙冷却装置尾部水出口排出,排出的热水由水泵通过管道把热水送入冷却塔进行冷却,经冷却塔冷却后的水再通过管道送回储水箱循环使用。炭冷却也可以选用绞龙式风冷装置通过风冷冷却后排出的热风可以余热利用,供加热装置燃气助燃使用。炭经绞龙冷却装置冷却后炭排出温度80℃以下。炭从绞龙冷却装置排出后直接进入绞龙输送机料斗由绞龙输送机直接送入炭仓库储存堆放。秸秆在裂解过程中产生的所有污水都汇集到污水收集池43统一处理,处理后的浓缩液也可以送入裂解反应釜和秸秆一起通过低温无氧裂解处理。
实施例2
参见图9,本实施例中的换热机构14还可以是设置在烘干外筒体52内侧的冷却绞龙57。烘干装置13为一个圆形单筒的烘干外筒体52,烘干外筒体52内中间位置设置安装冷却绞龙57,冷却绞龙57伸出烘干外筒体52的两端分别设置绞龙进料口43和绞龙出料口51,高温秸秆炭由高温出炭绞龙23输入,由冷却绞龙 57的传动装置联动轴旋转带动绞龙片转动翻滚散热向前推进直至高温绞龙出料口排出,再由冷却绞龙57的筒体间接导热把热量传送到烘干外筒体52内供物料烘干。物料从烘干外筒体52进料口进入随着筒体转动,物料在烘干外筒体52 内翻滚由烘干筒内壁设置的外筒体导料板54和外筒体扬料板把物料翻抄由导料板向前推进直至把烘干后的物料从烘干外筒体52的出料口排出。烘干外筒体 52两端设置安装有密封装置68,烘干外筒体52两端进出料口固定不转动,保证筒体内在密闭状态下进行烘干。利用带有高温余热的秸秆炭直接进入高温绞龙筒体内散热,夹层传导热量对物料进行烘干,导热效果好,热能利用率高,对物料烘干时间短,速度快,产量高,降低成本。利用余热转换技术把本应需要投入大量设备还要消耗大量能源才能把秸秆热量降下来,利用余热把它直接转换热能供物料烘干,大大节约能源,降低能耗,减少排放,降低成本。
本实施例其他结构采用与实施例1相同的技术方案。
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述,但在本实用新型基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本实用新型要求保护的范围。
Claims (8)
1.一种秸秆低温无氧裂解处理装置,其特征在于:所述的秸秆低温无氧裂解处理装置包括秸秆预处理装置、烘干装置(13)、裂解反应装置、裂解气体处理装置和高温出炭装置,秸秆预处理装置连接烘干装置(13)的进料口,烘干装置(13)的出料口连接裂解反应装置的进料口,裂解反应装置的秸秆炭出口通过依次连接的高温出炭装置和秸秆炭冷却装置连接炭收集装置,秸秆炭冷却装置设置在烘干装置(13)的内侧,裂解反应装置的裂解气出气口(64)连接裂解气体处理装置,裂解气体处理装置的排水口连接有污水处理装置,污水处理装置的浓缩液出口连接裂解反应装置的进料口。
2.根据权利要求1所述的秸秆低温无氧裂解处理装置,其特征在于:所述的高温出炭装置包括高温炭箱(22)和高温物料输送机构,高温炭箱(22)与裂解反应装置的秸秆炭出口连接,高温物料输送机构的一端连接高温炭箱(22)的下端,另一端连接秸秆炭冷却装置的进料口。
3.根据权利要求1所述的秸秆低温无氧裂解处理装置,其特征在于:所述的秸秆预处理装置通过第一螺旋挤压给料机(12)连接烘干装置(13)的进料口,烘干装置(13)通过高温绞龙输送机和第二螺旋挤压给料机(15)连接裂解反应装置的进料口。
4.根据权利要求1所述的秸秆低温无氧裂解处理装置,其特征在于:所述的秸秆预处理装置设置在一个封闭的预处理车间(2)内,预处理车间(2)通过引风机(7)连接废气处理装置(30)。
5.根据权利要求1所述的秸秆低温无氧裂解处理装置,其特征在于:所述的污水处理装置包括依次连接的污水预处理装置、炭过滤装置(46)、DTRO碟管式处理装置(47)、脱气塔(48)和反渗透装置(49),炭过滤装置(46)和DTRO碟管式处理装置(47)的浓缩液出口连接裂解反应装置的进料口。
6.根据权利要求5所述的秸秆低温无氧裂解处理装置,其特征在于:所述的污水预处理装置包括依次连接的污水收集池(43)、污水预处理池(44)和活性炭吸附净化池(45)。
7.根据权利要求1所述的秸秆低温无氧裂解处理装置,其特征在于:所述的裂解反应装置包括多个裂解反应釜,裂解反应釜的筒体是由两个不同直径的圆筒体组成的同心卧式双层双筒中空圆筒体,相邻裂解反应釜的外筒体与外筒体连接相通,内筒体与内筒体连接相通,多个裂解反应釜上下相互相通串联组成,最下方的裂解反应釜连接有加热装置(20),烘干装置(13)高温绞龙输送机和第二螺旋挤压给料机连通最上方的裂解反应釜的内筒体,裂解反应釜的筒体两端通过封头密封,相邻两个裂解反应釜之间以及裂解反应釜的筒体与封头之间设有波形金属膨胀节(67)。
8.根据权利要求1所述的秸秆低温无氧裂解处理装置,其特征在于:所述的裂解气体处理装置包括三相分离器(26)、冷凝器(27)、气液分离器(28)和油水分离器(29),三相分离器(26)连接裂解反应装置的裂解气出气口(64),三相分离器(26)的水相出口连接油水分离器(29),三相分离器(26)的气相出口连接冷凝器(27),冷凝器(27)的液相出口连接气液分离器(28)的入口,气液分离器(28)的液相出口连接油水分离器(29),气液分离器(28)的气相出口连接燃气收集机构,三相分离器(26)、冷凝器(27)、气液分离器(28)和油水分离器(29)的油相出口连接储油罐,油水分离器(29)的水相出口连接污水处理装置。
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