CN215712798U - 一种有机固体废料处理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种有机固体废料处理系统，所述处理系统包括：热解反应单元；酸性气体削减单元，其与所述热解反应单元连接；资源转化单元，其与所述酸性气体削减单元连接；清洗单元，其一端与所述酸性气体削减单元连接，其另一端与所述资源转化单元连接。本实用新型解决了有机固体废料资源再利用过程中由于含卤素有机物的存在从而产生剧毒污染物的问题。
Description
技术领域
本实用新型属于固体废弃物资源化处理领域，特别是涉及一种有机固体废料处理系统及处理方法。
背景技术
目前，我国生活源、农业源、工业源等有机固体废料年产量超过60亿吨，占固体废物总产生量的60％以上。由于我国的有机固体废料成分相对复杂，包括农业秸秆、污泥、厨余垃圾、餐厨垃圾、中药残渣、废轮胎等等，既有碳氮磷等资源，也有重金属等污染元素，兼具资源属性和污染属性，但科学合理的管理与安全处置技术体系尚未形成。综合可见，有机固体废料资源化科技创新是当前的重要机遇与挑战。有机固体废料的资源化、无害化、减量化处理作为目前快速发展的有机固体废料处理方式，可以做到有机固体废料体积减少90％，质量减少70％-80％。有机固体废料(如生活垃圾)焚烧产生的热量可用于发电，能够实现垃圾处理的无害化、减量化、资源化的目的，但有机固体废料中含卤素有机物将产生二噁英等难以分解的剧毒污染物。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种有机固体废料处理系统，解决了有机固体废料资源再利用过程中由于含卤素有机物的存在从而产生剧毒污染物的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
本实用新型提供一种有机固体废料处理系统，其包括：
热解反应单元；
酸性气体削减单元，其与所述热解反应单元连接；
资源转化单元，其与所述酸性气体削减单元连接；
清洗单元，其一端与所述酸性气体削减单元连接，其另一端与所述资源转化单元连接。
在本实用新型的一个实施例中，所述有机固体废料处理系统还包括粉碎单元，所述粉碎单元的一端与所述清洗单元连接，所述粉碎单元的另一端与所述资源转化单元连接。
在本实用新型的一个实施例中，所述有机固体废料处理系统还包括废料混合单元，所述废料混合单元与所述热解反应单元连接。
在本实用新型的一个实施例中，所述废料混合单元中的废料通过螺旋给料机输送进入所述热解反应单元中。
在本实用新型的一个实施例中，所述废料混合单元中包括碱性氧化物或碱性氢氧化物。在本实用新型的一个实施例中，所述热解反应单元采用螺旋推进式反应器、回转式反应器和降落式反应器中的任意一种。
在本实用新型的一个实施例中，所述有机固体废料处理系统还包括热量供给单元，所述热量供给单元与所述热解反应单元及所述酸性气体削减单元连接。
在本实用新型的一个实施例中，所述热量供给单元与资源转化单元连接。
在本实用新型的一个实施例中，所述热量供给单元中的部分高温烟气通向所述热解反应单元的外壁，且与所述热解反应单元的外壁接触，所述热量供给单元中的部分高温烟气混合燃气燃烧产生的高温气体通向所述热解反应单元的内部，且与所述有机固体废料接触。
本实用新型还提供一种有机固体废料处理方法，其至少包括以下步骤：
将有机固体废料投入热解反应单元中，进行热分解反应，获得含卤素的挥发分及热解炭；
将获得的所述含卤素的挥发分及所述热解炭通入酸性气体削减单元，获得不含卤素的可燃气及含卤素的热解炭；
将所述不含卤素的可燃气通入资源转化单元使用；
将所述含卤素的热解炭通入清洗单元，获得不含卤素的热解炭；
将所述不含卤素的热解炭通入所述资源转化单元使用。
本实用新型通过设置酸性气体削减单元及清洗单元将有机固体废料中的卤素去除，从而解决了有机固体废料资源再利用过程中由于含卤素有机物的存在从而产生剧毒污染物的问题。
当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的有机固体废料处理系统的结构图；
图2为图1中有机固体废料处理系统的部分结构示意图；
图3为图1中酸性气体削减单元的结构示意图；
图4为图1中清洗单元的结构示意图；
图5为本实用新型的有机固体废料处理方法的方法流程图。
具体实施方式
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，显然，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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
有机固废包括生活垃圾、污泥、园林绿化固废、活性炭粉、废轮胎等。对有机固体废料进行资源化处理，可以做到有机固体废料体积减少90％，质量减少70％-80％。我国的能源存储和能源消耗都以煤炭为主，火电发电量仍占全国发电总量的80％以上。煤粉炉属于高温工业窑炉，热容量大，抗干扰强，可以有效抑制二噁英的生成，同时火电厂具有完善的烟气净化系统。利用煤粉炉协同处置城市有机固废，可以实现有机固废的转化利用，有效控制固废处置带来的二次污染，节约固废处置成本，从而实现有机固体废料的无害化、减量化、资源化的目的，但燃烧污染物尤其是卤素含量高是协同处置又一难题。与煤燃烧产生的污染物相比，生活垃圾焚烧产生的卤素污染物含量高，现有技术煤粉锅炉掺烧垃圾，通过热解将垃圾转化为挥发分和热解半焦分别送入煤粉炉，但生活垃圾中的污染物全部带入煤粉炉，对煤粉炉尾部受热面带来严重的腐蚀风险，同时热解挥发分中的焦油全部送炉煤粉炉的炉膛。
请参阅图1至图4，本实用新型提供一种有机固体废料处理系统，其包括：废料混合单元100、热解反应单元101、酸性气体削减单元103、资源转化单元106、粉碎单元105、清洗单元104和热量供给单元102。其中，热解反应单元101与所述废料混合单元100连接，酸性气体削减单元103与所述热解反应单元101连接，资源转化单元106与所述酸性气体削减单元103连接，清洗单元104的一端与所述酸性气体削减单元103连接，清洗单元104的另一端与所述资源转化单元106连接，粉碎单元105的一端与清洗单元104连接，粉碎单元105的另一端与所述资源转化单元106连接，热量供给单元102与热解反应单元101、酸性气体削减单元103和资源转化单元106连接。
请参阅图1，在一些实施例中，将有机固体废料投入废料混合单元100，并在其中加入碱性氧化物或碱性氢氧化物进行混合，所述碱性氧化物或碱性氢氧化物可以呈粉末状也可以呈颗粒状，所述碱性氧化物或碱性氢氧化物例如可以采用CaO、MgO、CaOH或MgOH中的一种或几种。在废料混合单元100中，有机固体废料与碱性氧化物或碱性氢氧化物混合搅拌，使有机固体废料与碱性氧化物或碱性氢氧化物充分混合。
请参阅图1，在一些实施例中，可以通过物料输送设备将混有碱性氧化物或碱性氢氧化物的有机固体废料送入热解反应单元101。本实施例中，例如采用螺旋给料机将混有碱性氧化物或碱性氢氧化物的有机固体废料送入热解反应单元101。
请参阅图1及图2，在一些实施例中，热解反应单元101可以通过加热使有机固体废料分解，从而获得可利用资源，所述热解反应单元101的工作温度例如在480-680℃，在一些实施例中，所述热解反应单元101可以采用螺旋推进式反应器、回转式反应器或降落式反应器中的任意一种，在热解反应单元101中，有机固体废料发生热分解反应生成含卤素的挥发分1600和热解炭，其中含卤素的挥发分1600包括常温下的不凝气体(例如甲烷、乙烷、乙烯、氢气、一氧化碳等)和焦油，还有卤素杂质，其中的卤素杂质不但在后续的燃烧中会生成有毒污染物，还会对后续的高温设备造成腐蚀，影响系统中后段高温设备的使用寿命。
请参阅图1及图3，在一些实施例中，将获得的所述含卤素的挥发分1600及所述热解炭通入酸性气体削减单元103，获得不含卤素的可燃气1700及含卤素的热解炭，所述酸性气体削减单元103的工作温度例如在600-800℃。具体的，热解反应单元101产生的含卤素的挥发分1600例如经过保温管道送入酸性气体削减单元103，热解反应单元101产生的热解炭可以通过物料输送设备送入酸性气体削减单元103，例如经过螺旋给料机或者皮带传输装置将热解炭送入酸性气体削减单元103，在酸性气体削减单元103中，碱性氧化物或碱性氢氧化物吸收挥发分中的卤素并催化裂解挥发分中的全部焦油进行重整提质，获得不含卤素的可燃气1700。在酸性气体削减单元103中，热解炭也可以吸收挥发分中的卤素杂质，对挥发分进行重整提质，也有利于获得不含卤素的可燃气1700。
请参阅图1及图2，资源转化单元106可以为高温设备，通过资源转化单元106的协同处置，将有机固体废料分解后获得的可利用资源转化利用，在本实施例中，在资源转化单元106中，将经过酸性气体削减单元103获得的不含卤素的可燃气1700通入资源转化单元106进行资源转化利用。具体的，在一些实施例中，资源转化单元106例如可以为煤粉炉，将经过酸性气体削减单元103获得的不含卤素的可燃气1700通入煤粉炉中用于煤粉炉中煤粉的燃烧，进行火力发电。在一些实施例中，在酸性气体削减单元103中将吸收了挥发分中的卤素杂质的热解炭也通入资源转化单元106中，用于资源转化利用，在本实施例中，将经过酸性气体削减单元103获得的含卤素杂质的热解炭通入煤粉炉中与煤粉炉中的煤粉一起进行燃烧，用于火力发电。
请参阅图1、图2及图3，在一些实施例中，可以将在酸性气体削减单元103中吸收了挥发分中的卤素杂质的热解炭及碱性氧化物或碱性氢氧化物通入清洗单元104中，在清洗单元104中盛有清洗用的清洗液，在本实施例中，所述清洗液例如为自来水、纯净水或蒸馏水中的一种或几种，也可以是其他可以将卤素溶解于其中的物质，在本申请中不做具体限定。在清洗单元104中还可以设有螺旋输送装置，螺旋输送装置由电机114驱动，对清洗单元104中的热解炭及清洗液进行搅拌输送，使热解炭中的卤素杂质清洗的更加干净并且将清洗后的热解炭送向清洗单元104的出碳口113。清洗单元104靠近底壁设有隔板，隔板上可以设有多个疏液口，清洗液由多个进液口110送入清洗单元104中，清洗后的残液由多个疏液口111流出通向清洗单元104底壁上的出液口112，并由出液口112排出，同时由进碳口115送入的热解炭清洗后由清洗单元104的出碳口113排出。
请参阅图1、图2及图4，在清洗单元104中，含卤素杂质的热解炭在清洗液的作用下，将其中的卤素杂质溶解于清洗液中，再将溶解了卤素杂质的清洗液排除清洗单元104外即可获得不含卤素的热解炭，在一些实施例中，所述清洗单元104中设置有分离结构，所述分离结构用于分离热解炭及洗涤清洗液，在本实施例中，所述热解炭中的可溶性卤素90％以上被分离，分离出的含盐废水经过处理后可用于清洗单元104循环利用或者用于煤粉炉的烟气净化系统用水。
请参阅图1及图2，在一些实施例中，有机固体废料处理系统还可以包括粉碎单元105，在一些实施例中，所述粉碎单元105可以与酸性气体削减单元103连接，将在酸性气体削减单元103中吸收了挥发分中的卤素杂质的热解炭通入所述粉碎单元105中进行粉碎，然后将粉碎后的热解炭通入资源转化单元106中利用。在一些实施例中，所述粉碎单元105还可以与清洗单元104连接，将经过清洗单元104清洗后获得的不含卤素的热解炭通入所述粉碎单元105中进行粉碎，然后再将粉碎后的不含卤素的热解炭通入资源转化单元106中利用。本实施例中，所述粉碎单元105例如为磨煤机，将热解炭通入所述磨煤机中进行研磨粉碎，然后将研磨粉碎后的热解炭加入煤粉炉中，研磨粉碎后的热解炭有利于热解炭在煤粉炉中充分燃烧，在一些实施例中，也可以将煤粉和热解炭一起加入磨煤机中进行研磨粉碎，研磨粉碎后的煤粉和热解炭混合物一起加入煤粉炉中进行燃烧，用于火力发电。
请参阅图1，在一些实施例中，有机固体废料处理系统还可以包括热量供给单元102，在一些实施例中，所述热量供给单元102可以与热解反应单元101和酸性气体削减单元103连接，为热解反应单元101中有机固体废料的分解提供热量，同时为酸性气体削减单元103中的挥发分中的焦油的裂解提供热量。在一些实施例中，热量供给单元102还可以同时与资源转化单元106连接，将资源转化单元106中产生的余热通入热量供给单元102中，从而实现有机固体废料处理系统中热量的循环利用，有利于能源的节约。具体的，在本实施例中，煤粉炉中产生的第一股高温烟气1100例如通过涡流风机送入热量供给单元102，经过热量供给单元102分别向热解反应单元101和酸性气体削减单元103提供热量，更具体的，由热量供给单元102输出的高温气流分为3股，第一股高温气流1200来自煤粉炉的高温烟气和燃气燃烧气流1400组成，第二股高温气流1300和第三股高温气流1500来自煤粉炉的高温烟气。其中第一股高温气流1200通入热解反应单元101内部与其中的有机固体废料接触，对所述有机固体废料进行加热，第二股高温气流1300对所述热解反应单元101的外壁进行加热，第三股高温气流1500为酸性气体削减单元103加热，为其中的焦油分解提供热量。在本实施例中，向热解反应单元101和酸性气体削减单元103提供的热量包括3股，3股高温气流的温度分别为900-1100℃的第一股高温气流1200、700-900℃的第二股高温气流1300和700-900℃的第三股高温气流1500，其中所述900-1100℃的高温气流由来自煤粉炉的高温烟气和燃气燃烧组成，工作在热解反应单元101的内侧面，第二股700-900℃的高温气流直接来自煤粉炉的高温烟气，工作在热解反应单元101的外侧面，第一股高温气流1200和第二股高温气流1300用于维持热解反应单元101的工作温度在480-680℃。第三股700-900℃的高温气流直接来自煤粉炉的高温烟气，由第一进气口进入由第一出气口流出，用于维持酸性气体削减单元103的工作温度在600-800℃，所述700-900℃范围内的高温烟气例如通过涡流风机连接煤粉炉炉膛和热量供给单元102。
请参阅图1至图5，本实用新型还提供一种有机固体废料处理方法，其至少包括以下步骤：
S1.将有机固体废料投入热解反应单元101中，进行热分解反应，获得含卤素的挥发分1600及热解炭；
S2.将获得的所述含卤素的挥发分1600及所述热解炭通入酸性气体削减单元103，获得不含卤素的可燃气1700及含卤素的热解炭；
S3.将所述不含卤素的可燃气1700通入资源转化单元106使用；
S4.将所述含卤素的热解炭通入清洗单元104，获得不含卤素的热解炭；
S5.将所述不含卤素的热解炭通入所述资源转化单元106使用。
请参阅图1至图5，在步骤S1中，在一些实施例中，将有机固体废料投入废料混合单元100，并在其中加入碱性氧化物或碱性氢氧化物进行混合，所述碱性氧化物或碱性氢氧化物可以呈粉末状也可以呈颗粒状，所述碱性氧化物或碱性氢氧化物例如可以采用CaO、MgO、CaOH或MgOH中的一种或几种。在废料混合单元100中，有机固体废料与碱性氧化物或碱性氢氧化物混合搅拌，使有机固体废料与碱性氧化物或碱性氢氧化物充分混合。在一些实施例中，可以通过物料输送设备将混有碱性氧化物或碱性氢氧化物的有机固体废料送入热解反应单元101。本实施例中，例如采用螺旋给料机将混有碱性氧化物或碱性氢氧化物的有机固体废料送入热解反应单元101。在一些实施例中，热解反应单元101可以通过加热使有机固体废料分解，从而获得可利用资源，所述热解反应单元101的工作温度例如在480-680℃，在一些实施例中，所述热解反应单元101可以采用螺旋推进式反应器、回转式反应器或降落式反应器中的任意一种，在热解反应单元101中，有机固体废料发生热分解反应生成含卤素的挥发分1600和热解炭。
请参阅图1至图5，在步骤S2、步骤S3和步骤S4中，在一些实施例中，将获得的所述含卤素的挥发分1600及所述热解炭通入酸性气体削减单元103，获得不含卤素的可燃气1700及含卤素的热解炭，所述酸性气体削减单元103的工作温度例如在600-800℃。具体的，热解反应单元101产生的含卤素的挥发分1600例如经过保温管道送入酸性气体削减单元103，热解反应单元101产生的热解炭可以通过物料输送设备送入酸性气体削减单元103，例如经过螺旋给料机或者皮带传输装置将热解炭由第一进口109送入酸性气体削减单元103，在酸性气体削减单元103中，碱性氧化物或碱性氢氧化物吸收挥发分中的卤素并催化裂解挥发分中的全部焦油进行重整提质，获得不含卤素的可燃气1700，酸性气体削减单元103外还可以设有保温层107对酸性气体削减单元103进行保温。在酸性气体削减单元103中，热解炭也可以吸收挥发分中的卤素杂质，对挥发分进行重整提质，也有利于获得不含卤素的可燃气1700。资源转化单元106可以为高温设备，通过资源转化单元106的协同处置，将有机固体废料分解后获得的可利用资源转化利用，在本实施例中，在资源转化单元106中，将经过酸性气体削减单元103获得的不含卤素的可燃气1700通入资源转化单元106进行资源转化利用。具体的，在一些实施例中，资源转化单元106例如可以为煤粉炉，将经过酸性气体削减单元103获得的不含卤素的可燃气1700通入煤粉炉中用于煤粉炉中煤粉的燃烧，进行火力发电。在一些实施例中，可以将在酸性气体削减单元103中吸收了挥发分中的卤素杂质的热解炭由第一出口108送出，含卤素杂质的热解炭及碱性氧化物或碱性氢氧化物通入清洗单元104中，在清洗单元104中盛有清洗用的清洗液，在本实施例中，所述清洗液例如为自来水、纯净水或蒸馏水中的一种或几种，也可以是其他可以将卤素溶解于其中的物质，在本申请中不做具体限定。在清洗单元104中，含卤素杂质的热解炭在清洗液的作用下，将其中的卤素杂质溶解于清洗液中，再将溶解了卤素杂质的清洗液排除清洗单元104外即可获得不含卤素的热解炭，在一些实施例中，所述清洗单元104中设置有分离结构，所述分离结构用于分离热解炭及洗涤清洗液，在本实施例中，所述热解炭中的可溶性卤素90％以上被分离，分离出的含盐废水经过处理后可用于清洗单元104循环利用或者用于煤粉炉的烟气净化系统用水。将不含卤素的热解炭通入资源转化单元106中利用。
请参阅图1至图5，本实用新型公开了一种有机固体废料处理系统及处理方法，本实用新型的有机固体废料处理系统可以实现有机固体废料在资源转化单元106例如煤锅炉内的无障碍协同处置，且不对资源转化单元106的寿命造成影响、例如还可以实现在不改变煤粉炉烟气净化系统的前提下，使最终的污染物排放达标，具有投资低、运行故障率低、协同处置可靠的优点。
以上公开的本实用新型选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (9)
1.一种有机固体废料处理系统，其特征在于，其包括：
热解反应单元；
酸性气体削减单元，其与所述热解反应单元连接；
资源转化单元，其与所述酸性气体削减单元连接；
清洗单元，其一端与所述酸性气体削减单元连接，其另一端与所述资源转化单元连接。
2.根据权利要求1所述一种有机固体废料处理系统，其特征在于，所述有机固体废料处理系统还包括粉碎单元，所述粉碎单元的一端与所述清洗单元连接，所述粉碎单元的另一端与所述资源转化单元连接。
3.根据权利要求1所述一种有机固体废料处理系统，其特征在于，所述有机固体废料处理系统还包括废料混合单元，所述废料混合单元与所述热解反应单元连接。
4.根据权利要求3所述一种有机固体废料处理系统，其特征在于，所述废料混合单元中的废料通过螺旋给料机输送进入所述热解反应单元中。
5.根据权利要求3所述一种有机固体废料处理系统，其特征在于，所述废料混合单元中包括碱性氧化物或碱性氢氧化物。
6.根据权利要求1所述一种有机固体废料处理系统，其特征在于，所述热解反应单元采用螺旋推进式反应器、回转式反应器和降落式反应器中的任意一种。
7.根据权利要求1所述一种有机固体废料处理系统，其特征在于，所述有机固体废料处理系统还包括热量供给单元，所述热量供给单元与所述热解反应单元及所述酸性气体削减单元连接。
8.根据权利要求7所述一种有机固体废料处理系统，其特征在于，所述热量供给单元与资源转化单元连接。
9.根据权利要求7所述一种有机固体废料处理系统，其特征在于，所述热量供给单元中的部分高温烟气通向所述热解反应单元的外壁，且与所述热解反应单元的外壁接触，所述热量供给单元中的部分高温烟气混合燃气燃烧产生的高温气体通向所述热解反应单元的内部，且与所述有机固体废料接触。
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