CN214991363U - 一种有机废物资源化利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于有机废物的处理技术，一种有机废物资源化利用系统，包括有机废物分级储运及预处理单元、资源化利用单元、热回收及净化单元、灰渣干化单元、水处理单元。所述有机废物分级储运及预处理单元的原料出口分别与资源化利用单元的第一级燃烧器及第二级燃烧器入口相连；资源化利用单元的气体出口与热回收与净化的单元的入口相连；资源化利用单元的灰渣出口与灰渣干化单元入口相连。可燃气体经过余热回收、净化处理后可作为燃料气或化工原料气，同时副产蒸汽。产生的粗渣、细灰中基本不含有机质。本系统具有回收率高、有效气CO+H₂比例高、原料范围广、热效率高等优点。

Description

一种有机废物资源化利用系统

技术领域

本实用新型属于有机废物的处理技术，具体涉及到一种有机废物资源化利用系统。

背景技术

随着工业化进程的不断推进，经济快速发展的同时也带来了各种环境问题。在能源消耗过程中，固体废弃物的产生量日益增加。2018年200个大、中城市一般工业固体废物产生量达15.5亿吨，其中综合利用量仅达41.7%。而危险废物具有行业来源广、产生量大、种类繁多、性质复杂、产生源地分布不平衡等特点，其造成的环境污染和对人体的健康风险已经成为全球共同面临的重大环境问题。2018年我国危险废弃物处置量在2900万吨左右，但是危废处理市场集中度仍相对较低，仅占全国总产能7.2%。总体来看，我国仍有大量的废弃物需要进行处理。

近年来环保要求逐步提高，化工园区的废弃物处置不仅成为园区的必修课，更成为限制园区发展的门槛。工业有机废物如油泥、浮渣、废离子交换树脂、废活性炭、浮油等被归类为危险废弃物，处理费用高和缺乏相应的处置技术使化工园区不得不限产或停产，给化工产业的健康发展也带来了负面影响。目前化工园区有机废物的主要处置技术是填埋和焚烧，焚烧处理有机废物容易产生二噁英等剧毒有害物质难以处理，而填埋处理不仅占用大量土地资源而且可能造成地下水污染。此外，有机废物仍具有利用价值，传统的有机废物处置方式造成资源的浪费。

因此，现存有机废物的处理技术有待改进，需要能实现有机废弃物的减量化、资源化、无害化利用的系统。

实用新型内容

本实用新型旨在一定程度上解决上述问题。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种有机废物资源化利用系统，采用该系统可以实现有机废物的减量化、资源化、无害化利用，不产生二次污染，高效回收利用有机物质，减少优质能源消耗。

本实用新型所采用的技术方案是：一种有机废物资源化利用系统，包括有机废物分级储运及预处理单元（100）、资源化利用单元（200）、热回收及净化单元（300）、灰渣干化单元（400）、水处理单元（500），有机废物分级储运及预处理单元（100）包括用于存储含水量大于30%的高含水级的有机废物的储槽（101）、用于存储含水量小于等于30%的低含水级的有机废物的储仓（102）、用于将储仓（102）中的低含水级的有机废物制备成粉料的球磨煤机（104）、用于将储槽（101）中的高含水级的有机废物制备成浆料的棒磨机（103），资源化利用单元（200）包括一级燃烧器（201）、二级燃烧器（202）、处理一种或多种有机废物的气化室（203）、激冷室（204），球磨煤机（104）的粉料出口连接二级燃烧器（202）的入口，棒磨机（103）的浆料出口连接一级燃烧器（201）的入口，一级燃烧器（201）的出口和二级燃烧器（202）的出口连接气化室（203），气化室（203）连接激冷室（204），激冷室（204）有可燃气体出口及粗渣出口，热回收及净化单元（300）包括一级或多级蒸汽发生器（301）、水浴除尘器（302），激冷室（204）的可燃气体出口连接一级或多级蒸汽发生器（301），一级或多级蒸汽发生器（301）连接水浴除尘器（302），灰渣干化单元（400）包括细灰干燥机（401）及灰渣输送机（402），水浴除尘器（302）连接细灰干燥机（401），激冷室（204）的粗渣出口连接灰渣输送机（402），水处理单元（500）包括沉降槽（501）、汽提塔（502），水浴除尘器（302）的出水口和灰渣输送机（402）的输出口连接沉降槽（501），沉降槽（501）连接汽提塔（502）。

所述气化室203为水冷壁结构，表面涂有耐火材料，水冷壁管无相变换热。

所述二级燃烧器202数量为2~4，采用周向布置。

所述激冷室204采用水夹套结构，上部与气化室203出口相连，激冷介质由中上部进入。

机废物储仓中含水量大于30%的有机废物为高含水级，送往储槽，再送往棒磨机，制成固浓度50%~70%的浆液，通过浆液泵加压后送往资源化利用单元；低含水级送往储仓再送往球磨机，制成含水量约~2%，粒径约100um的粉料，通过气力输送泵加压后送往资源化利用单元200。所述辅助物料一般选用粉煤，粉煤粒径＜20mm；

低含水级有机物料与气化剂通过二级燃烧器进入气化室；高含水级有机物料与气化剂通过一级燃烧器进入气化室；所述一级燃烧器设置在气化室顶部，二级燃烧器设置在气化室中上部的高温区，有机废物在气化室内进行气化反应，生成以CO和H₂为主要成分的可燃气，再进入激冷室与激冷介质混合降温，所述激冷室有可燃气体出口及粗渣出口；

热回收及净化单元包括一级或多级换热设备、水浴除尘器、细灰压滤机。其中换热设备用于回收可燃气体的余热副产蒸汽，将可燃气体降温后送往净化单元；水浴除尘器将可燃气体进一步降温并与细灰分离，可燃气体送往用气点；含水细灰进入压滤机压滤，含水量约~30%的细灰送往灰渣干化单元；

灰渣干化单元包括灰渣输送机和细灰干燥机，将灰渣进一步干化处理后送往建材厂，由此避免灰渣中的水对环境造成二次污染。

水处理单元包括沉降槽、汽提塔，将回收及净化单元分离的灰水、灰渣干化单元分离的渣水，进入沉降槽经过多级沉降后送往汽提塔，去除酸性气体后送往各用水点回用，一部分作为激冷室的激冷水，一部分作为水浴除尘器的喷淋水，还有一部分作为渣池补水等。

资源化利用单元采用气流床气化原理，采用分级进料，分级给氧，气化反应压力在2.5~6.5MpaG；反应温度在1500~1700℃。

资化利用单元的气化室选用水冷壁结构，表面涂有一定厚度的耐火材料，水冷壁管无相变换热。

资源化利用单元的二级燃烧器可选数量为2~4，采用周向布置；

资源化利用单元的激冷室采用水夹套结构，上部与气化室出口相连，激冷介质由中上部进入与可燃气体、灰渣进行接触换热，同时水夹套内的水带走部分热量，产生蒸汽；激冷介质可选有水、净化后的可燃气、蒸汽。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：对有机废物分级处理，降低原料处理成本；采用气流床气化的原理，粉、浆可同时进入气化室，可分级处理一种或多种有机废物，对原料的适应范围广，同时与单一干粉或煤浆进料的气化炉相比，可降低原料预处理成本，降低氧耗、蒸汽消耗；采用高温高压的气化工艺，有机物基本完全分解，无二噁英等剧毒有害物质产生；产生的可燃气体和副产的蒸汽，可节约优质能源；产生的固态灰渣量少、有机质含量低，送往建材厂作为原料。从而实现有机废物的减量化、资源化、无害化利用。

附图说明

图1是本实用新型的示意图；

图2是气化装置示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种有机废物资源化利用的方法。根据本实用新型的实施例，参考图1-2，该方法包括：有机废物分级储运及预处理单元100、资源化利用单元200、热回收及净化单元300、灰渣干化单元400、水处理单元500。

根据本实用新型的实施例，参考图1，有机废物分级储运及预处理单元100包含高含水有机废物储槽、低含水有机废物储仓、螺旋输送机、输送泵、棒磨机、圆筒筛、球磨机、除尘器等。有机废物含水量测定后进行分级储存，含水量大于30%的有机废物为高含水级，送往储槽，再送往棒磨机、圆筒筛，制成固浓度50%~70%的浆液，通过浆液泵加压后送往资源化利用单元200；低含水级送往储仓，再送往球磨机、除尘器，制成含水量约~2%，粒径约100um的粉料，通过气力输送泵加压后送往资源化利用单元200。所述辅助物料一般选用粉煤，粉煤粒径＜20mm；

根据本实用新型的实施例，参考图1，资源化利用单元200包括可同时处理一种或多种有机废物的气化室、燃烧器、激冷室，其中气化单元装置图如图2所示；低含水级有机物料与气化剂通过二级燃烧器进入气化室；高含水级机物料与气化剂通过一级燃烧器进入气化室；一级燃烧器设置在气化室顶部，二级燃烧器设置在气化室中上部的高温区，二级燃烧器可选数量为2~4，采用周向布置；气化室选用水冷壁结构，表面涂有一定厚度的耐火材料，水冷壁管无相变换热；有机废物在气化室内进行气化反应，采用气流床气化原理，气化反应压力在2.5~6.5MpaG，反应温度在1500~1700℃，生成以CO和H₂为主要成分的可燃气，产生的熔融态灰渣与可燃气一起进入激冷室，激冷室采用水夹套结构，上部与气化室出口相连，激冷介质由中上部进入与可燃气体、灰渣进行接触换热，同时水夹套内的水带走部分热量，产生蒸汽；激冷介质可选有水、净化后的可燃气、蒸汽，优选的，采用水进行激冷。激冷后的可燃气携带部分细灰进入热回收及净化单元300，粗渣进入灰渣干化单元400。

根据本实用新型的实施例，参考图1，热回收及净化单元300包括一级或多级换热设备，设置辐射换热面、对流换热器、水浴除尘器、细灰压滤机；热回收可燃气体的余热同时副产饱和蒸汽，可燃气体降温后，一部分饱和蒸汽可作为灰渣干化单元400的热源。水浴除尘器将可燃气体进一步降温并与细灰分离，约200℃的可燃气体送往各用气点；含水细灰进入压滤机压滤，含水量约~30%的细灰送往灰渣干化单元400，分离的灰水送往水处理单元500；

根据本实用新型的实施例，参考图1，灰渣干化单元400包括灰渣输送机和细灰干燥机；将灰渣通过干燥机进一步干化处理，采用蒸汽为热源，将含水量降至15%以下后，再通过输送机等装置送往建材厂，分离的渣水送往水处理单元500。由此，可避免灰渣运输、堆放过程中对环境造成的二次污染。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对干化过程的条件进行选择，此处不再赘述。

为了进一步实现污泥的资源化利用，上述方法进一步包括：水处理单元500，包括汽提塔、沉降槽，热回收及净化单元300分离的灰水、灰渣干化单元400分离的渣水，进入沉降槽经过多级沉降后送往汽提塔，去除酸性气体后送往各用水点回用，一部分作为激冷室的激冷水，一部分作为水浴除尘器的喷淋水，一部分作为渣池补水等。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对水处理单元的具体工艺和装置进行选择，只要能够实现水质可循环回用，废气可达标排放，例如可以包括多级闪蒸、酸性气回收装置等。

根据本实用新型实施例的有机废物资源化利用的系统，回收有机废物中的有机质，通过气化反应，将低热值、难储存、易污染的有机废物转化为高价值的合成气，并副产蒸汽。由此，采用该系统可以实现有机废物的减量化、无害化、资源化利用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

本实用新型中未详细加以说明的装置都采用现有技术。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (4)

1.一种有机废物资源化利用系统，其特征在于：包括有机废物分级储运及预处理单元（100）、资源化利用单元（200）、热回收及净化单元（300）、灰渣干化单元（400）、水处理单元（500），有机废物分级储运及预处理单元（100）包括储槽（101）、储仓（102）、球磨煤机（104）、棒磨机（103），资源化利用单元（200）包括一级燃烧器（201）、二级燃烧器（202）、气化室（203）、激冷室（204），球磨煤机（104）的粉料出口连接二级燃烧器（202）的入口，棒磨机（103）的浆料出口连接一级燃烧器（201）的入口，一级燃烧器（201）的出口和二级燃烧器（202）的出口连接气化室（203），气化室（203）连接激冷室（204），激冷室（204）有可燃气体出口及粗渣出口，热回收及净化单元（300）包括一级或多级蒸汽发生器（301）、水浴除尘器（302），激冷室（204）的可燃气体出口连接一级或多级蒸汽发生器（301），一级或多级蒸汽发生器（301）连接水浴除尘器（302），灰渣干化单元（400）包括细灰干燥机（401）及灰渣输送机（402），水浴除尘器（302）连接细灰干燥机（401），激冷室（204）的粗渣出口连接灰渣输送机（402），水处理单元（500）包括沉降槽（501）、汽提塔（502），水浴除尘器（302）的出水口和灰渣输送机（402）的输出口连接沉降槽（501），沉降槽（501）连接汽提塔（502）。

2.根据权利要求1所述的有机废物资源化利用系统，其特征在于：所述气化室（203）为水冷壁结构，表面涂有耐火材料，水冷壁管无相变换热。

3.根据权利要求1所述的有机废物资源化利用系统，其特征在于：所述二级燃烧器（202）数量为2~4，采用周向布置。

4.根据权利要求1所述的有机废物资源化利用系统，其特征在于：所述激冷室（204）采用水夹套结构，上部与气化室（203）出口相连，激冷介质由中上部进入。

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