CN220564542U - 一种以水蒸气为热载体的有机固废的热解工艺系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种以水蒸气为热载体的有机固废的热解工艺系统，包括预处理单元、热解单元、热解油气净化单元、热解油气回收单元、烧渣单元和蒸汽换热单元；所述预处理单元的物料出口与热解单元的物料进口连接，所述热解单元的第一物料出口与热解油气净化单元的物料进口连接，所述热解油气净化单元的物料出口与热解油气回收单元的物料进口连接，所述热解单元的第二物料出口与所述烧渣单元的物料进口连接；所述蒸汽换热单元设有进气口和出气口；所述烧渣单元的烟气出口与蒸汽换热单元的进气口连接。其利用水蒸气传热，水蒸气的循环过程中为封闭系统，无水蒸气的损耗，同时没有废水产生，极大降低了废水处理的产量和成本，且环保无污染。

Description

一种以水蒸气为热载体的有机固废的热解工艺系统

技术领域

本实用新型涉及有机固废处理技术领域，具体涉及一种以水蒸气为热载体的有机固废的热解工艺系统。

背景技术

一般工业固体废物随意堆置会对大气、水和土壤造成污染，易对环境造成持续污染和破坏。含有可燃有机物固废，如废塑胶、废橡胶、废纸、废包装材料等，这类固体废物在仓库中长期堆积，不仅影响日常生产，还存在火灾、环境污染等隐患。因此，有效地解决有机固废处置及资源化利用难题，对于保护环境有重大的意义。

目前，有机固体废物产生量非常大，且来源稳定，其中有机类固废采用无氧热解工艺，可对有机组分进行能源化综合利用，能够达到良好的节能环保效果，具有显著的经济效益、环境效益和社会效益。然而，无氧热解技术推广应用仍存在一些亟需解决的问题，比如：相比于燃烧或者填埋，热解过程是吸热反应，需要吸收大量热量，耗费资源较多，成本过高。同时，由于可燃气中含有有机组分和焦油，当温度控制不当时,容易引起管路和设备的局部结焦，出现系统堵塞停车等问题，热解过程中产生的气体易燃、易爆。因此在设计对有机组分进行能源化综合利用时须满足防爆、防火的规范要求，可预防生产安全事故发生。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种以水蒸气为热载体的有机固废的热解工艺系统，解决传统热解过程中能耗高和废水处理的问题，其采用水蒸气作为无氧热解技术的热载体，充分利用热解气、烟气中的余热；热解过程中能量消耗极少，且热载体在连续生产过程中循环使用无损耗，同时也极大降低了废水处理的产量和成本，达到有机固废高效资源化回收利用的目的，实现绿色无污染。

实现本实用新型的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种以水蒸气为热载体的有机固废的热解工艺系统，包括预处理单元、热解单元、热解油气净化单元、热解油气回收单元、烧渣单元和蒸汽换热单元；

所述预处理单元的物料出口与所述热解单元的物料进口连接，所述热解单元的第一物料出口与热解油气净化单元的物料进口连接，所述热解油气净化单元的物料出口与所述热解油气回收单元的物料进口连接，所述热解单元的第二物料出口与所述烧渣单元的物料进口连接；

所述蒸汽换热单元设有进气口和出气口；

所述烧渣单元的物料出口与蒸汽换热单元的进气口依次连接。

进一步的，所述蒸汽换热单元包括蒸汽换热器。

进一步的，所述预处理单元包括依次连接的破碎机、皮带输送机、下料斗、第一螺旋输送机、烘干炉和第二螺旋输送机；所述烘干炉设有出气口；所述第二螺旋输送机设有物料出口。

进一步的，所述以水蒸气为热载体的有机固废的热解工艺系统还包括烟气净化单元；所述烟气净化单元包括依次连接的降温塔、布袋除尘器、烟气风机和烟囱；所述降温塔设有进气口，所述烘干炉的出气口与降温塔的进气口相连。

进一步的，所述热解单元包括依次连接的热解窑和炭粉出料螺旋；所述热解窑设有物料进口、热解气出口和炭粉出口；所述第二螺旋输送机的物料出口与热解窑的物料进口连接。

进一步的，所述热解油气净化单元包括依次连接的旋风除尘器、高温除尘器、油冷塔和喷淋塔；所述旋风除尘器与所述热解窑的热解气出口连接；所述喷淋塔设有出气管和出液口；所述油冷塔设有出气口。

进一步的，所述热解油气回收单元包括风机、气柜、输油泵和油缓存罐；所述风机与气柜相连接，所述输油泵与油缓存罐相连接。

进一步的，所述喷淋塔的出气管与热解油气回收单元中的风机连接；所述喷淋塔的出液口与热解油气回收单元中的输油泵连接。

进一步的，所述烧渣单元中包括依次连接的烧渣炉、水冷出料螺旋输送机、出灰斗和尾渣料仓。

进一步的，所述热解油气净化单元中的油冷塔的出气口与蒸汽换热器的进气口连接；所述蒸汽换热器的出气口与预处理单元中的烘干炉连接；所述蒸汽换热器的出气口与热解单元中的热解窑连接。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的以水蒸气为热载体的有机固废的热解工艺系统，采用高温水蒸气为热载体介质加热的无氧热解工艺，热解过程中没有氧气参与，不会产生二噁英等污染物。其利用水蒸气传热，水蒸气的循环过程中为封闭系统，无水蒸气的损耗，同时没有废水产生，极大降低了废水处理的产量和成本，且环保无污染。本实用新型的以水蒸气为热载体的有机固废的热解工艺系统产生洁净的热解油、热解气，可作为烧渣单元的热源，或作为燃料在其他领域使用，达到有机固废高效资源化回收利用的目的。同时，该热解工艺系统利用高温废烟气的余热多次加热水蒸气和烘干物料，充分利用废烟气的热能，并减少了热解反应所需的能量，做到了能耗尽可能的高效利用，减低成本。

附图说明

图1是本实用新型的以水蒸气为热载体的有机固废的热解工艺系统的单元关系连接图；

图2是本实用新型的实施例1中的以水蒸气为热载体的有机固废的热解工艺系统的工艺流程图；

图3为实施例1中的以水蒸气为热载体的有机固废的热解工艺系统的结构示意图；

图中：10、预处理单元；11、破碎机；12、皮带运输机；13、下料斗；14、第一螺旋输送机；15、烘干炉；16、第二螺旋输送机；20、热解单元；21、热解窑；22、炭粉出料螺旋；30、热解油气净化单元；31、旋风除尘器；32、高温除尘器；33、油冷塔；34、喷淋塔；40、热解油气回收单元；41、热解气风机；42、气柜；43、输油泵；44、油缓存罐；45、油水分离器；50、烧渣单元；51、烧渣炉；52、水冷出料螺旋输送机；53、尾渣料仓；60、烟气净化单元；61、降温塔；62、布袋除尘器；63、烟气风机；64、烟囱；70、蒸汽换热单元；71、蒸汽换热器。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的部分实施例，而不是全部实施例。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的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。

一种以水蒸气为热载体的有机固废的热解工艺系统，包括预处理单元、热解单元、热解油气净化单元、热解油气回收单元、烧渣单元和蒸汽换热单元；

所述预处理单元的物料出口与所述热解单元的物料进口连接，所述热解单元的第一物料出口与热解油气净化单元的物料进口连接，所述热解油气净化单元的物料出口与所述热解油气回收单元的物料进口连接，所述热解单元的第二物料出口与所述烧渣单元的物料进口连接；所述蒸汽换热单元设有进气口和出气口；

所述烧渣单元的物料出口与蒸汽换热单元的进气口连接。

作为其中的一个实施方式，所述蒸汽换热单元包括蒸汽换热器。

其中，该以水蒸气为热载体的有机固废的热解工艺系统中，预处理单元用于将有机固废进行预处理、烘干、进料；热解单元用于将所述预处理单元所输送的有机固废进行热解处理，产出热解油、热解气；热解油气净化单元，用于将所述热解单元产生的热解油、热解气净化；热解油气回收单元，用于将所述洁净热解油、热解气进行回收、储存以及给其他单元供热；烧渣单元，用于将所述热解单元产生的灰渣、炭粉充分燃尽，充分利用其热值，产生的烟气在烟气净化单元净化。进一步的，蒸汽换热器中传热介质为烟气，被传热介质为水蒸气。

作为其中的一个实施方式，所述预处理单元包括依次连接的破碎机、皮带输送机、下料斗、第一螺旋输送机、烘干炉和第二螺旋输送机；所述烘干炉设有出气口；所述第二螺旋输送机设有物料出口。进一步的，烘干炉的进气口的温度为350℃-450℃。

其中，所述预处理单元的烘干炉，其烘干热量来自所述烧渣单元产生的烟气换热。

作为其中的一个实施方式，所述以水蒸气为热载体的有机固废的热解工艺系统还包括烟气净化单元；所述烟气净化单元包括依次连接的降温塔、布袋除尘器、烟气风机和烟囱；所述降温塔设有进气口，所述烘干炉的出气口与降温塔的进气口相连。

其中，降温塔的出气口温度控制在100℃-120℃。

作为其中的一个实施方式，所述热解单元包括依次连接的热解窑和炭粉出料螺旋；所述热解窑设有物料进口、热解气出口和炭粉出口；所述第二螺旋输送机的物料出口与热解窑的物料进口连接。

其中，热解单元的热源为高温水蒸气，高温水蒸气来自于所述烧渣单元产生的高温烟气的换热过程，热解窑的热解温度为400℃-700℃。优选的，热解窑的热解温度为500℃-700℃。

作为其中的一个实施方式，所述热解油气净化单元包括依次连接的旋风除尘器、高温除尘器、油冷塔和喷淋塔；所述旋风除尘器与所述热解窑的热解气出口连接；所述喷淋塔设有出气管和出液口；所述油冷塔设有出气口。

作为其中的一个实施方式，所述热解油气回收单元包括风机、气柜、输油泵和油缓存罐；所述风机与气柜相连接，所述输油泵与油缓存罐相连接。

其中，热解油气回收单元用于将所述热解油气净化单元净化后的油气进行回收，回收后的油气可作为烧渣单元的部分热源。

作为其中的一个实施方式，所述喷淋塔的出气管与热解油气回收单元中的风机连接；所述喷淋塔的出液口与热解油气回收单元中的输油泵连接。

作为其中的一个实施方式，所述烧渣单元中包括依次连接的烧渣炉、水冷出料螺旋输送机、出灰斗和尾渣料仓。

其中，烧渣单元的物料烟气出口温度为900℃-1200℃，烟气进入蒸汽换热器，蒸汽换热器出气口温度为400℃-600℃。优选的，烧渣单元的物料烟气出口温度为1000℃-1150℃。

作为其中的一个实施方式，所述热解油气净化单元中的油冷塔的出气口与蒸汽换热器的进气口连接；所述蒸汽换热器的出气口与预处理单元中的烘干炉连接；所述蒸汽换热器的出气口与热解单元中的热解窑连接。

其中，油冷塔的出气口的温度为150℃-180℃。

本实用新型提供的以水蒸气为热载体的有机固废的热解工艺系统的使用步骤，包括以下步骤：

1)将物料通入预处理单元10，物料通过破碎机11进行破碎处理后通过皮带输送机12进入下料斗13，下料斗下方的第一螺旋输送机14将物料送入烘干炉15中进行烘干脱水以便于后续的热解，烘干后的物料经第二螺旋输送机16进入热解单元20；

2)物料在预处理单元10中破碎均匀后脱水减量化进入热解单元20，物料进入热解窑21中进行热解反应，反应后的热解产物为热解油、热解气、炭粉及废渣；炭粉及废渣通过热解窑21中的排渣口排出；热解油、热解气以及传热后的水蒸气通过热解窑21顶部的管道排出进入热解油气净化单元30；热解窑21的热源来自于蒸汽换热单元70中的蒸汽换热器71换热后的高温蒸汽；

其中，炭粉及废渣温度为300℃-350℃，通过炭粉出口排出，经炭粉出料螺旋22送入烧渣炉51后进一步处理；热解油、热解气以及传热后的水蒸气温度控制在400℃-500℃，由热解窑21顶部的管道排出；

3)物料在热解单元20中热解反应后产生的热解油、热解气和传热后的水蒸气进入热解油气净化单元30，热解油、热解气和传热后的水蒸气进入旋风除尘器31进行初步除尘，然后继续进入高温除尘器32进行二次除尘，经过二次除尘后的热解油、热解气中的粉尘和炭粉沉降到高温除尘器32的底部，然后热解油、热解气和传热后的水蒸气进入油冷塔33，油冷塔33喷淋冷水，热解油、热解气和传热后的水蒸气与喷淋水换热后控制温度降温为150℃-200℃，热解油中的重质油冷凝；与喷淋水换热后的水蒸气引出进入蒸汽换热器71，与喷淋水换热后的热解油、热解气进入喷淋塔34，喷淋塔34喷入冷水将热解油、热解气继续降温，控制热解油和热解气的温度降温至40℃-60℃，热解油中的轻质油全部冷凝，热解油、热解气进入热解油气回收单元40；

4)物料在热解油气净化单元30净化除尘后进入热解油气回收单元40，经喷淋塔34降温后的热解气通过热解气风机41送入气柜42，可发电或作为热源；冷凝在油冷塔33中的热解油中的重质油通过输油泵43进入油缓存罐44；冷凝在喷淋塔34中的热机油重的轻质油混有部分喷淋水，通过第二输油泵送入油水分离器45，经油水分离后轻质油进入油缓存罐44，冷凝水经过水循环泵重新喷入喷淋塔34，实现冷凝水的循环使用，且不产生废水；

5)热解单元20中产生的炭粉及废渣通过排渣口进入烧渣单元50，烧渣炉51彻底焚烧产生的废渣从水冷出料螺旋输送机52送至尾渣料仓53，后续可以送至砖厂利用；烧渣单元50将炭粉及废渣进一步燃烧，充分利用热量，并辅以产品热解油助燃；

烧渣单元50产生的高温烟气约为1100℃，进入蒸汽换热单元70中的蒸汽换热器71并加热从油冷塔出来的低温蒸汽，蒸汽被加热到500℃-700℃，重新进入热解窑21为热解反应供热；

6)烧渣单元50中烧渣炉51产生的烟气进入蒸汽换热器71中进行换热后，烟气温度由1100℃降为500℃，再进入烘干炉15中充分利用余热，将物料升温至60℃，物料进入热解单元进行热解反应需要更少能量；

烟气进入烟气净化单元60中，烟气进入降温塔61被水和碱液喷淋，碱液可吸收热解气中微量的氯化氢和硫氧化物等酸性气体，其中，碱液可使用氢氧化钠或者氢氧化钙溶液；控制烟气降温至150℃后进入布袋除尘器62进行除尘，环保达标后，由烟气风机63输送至烟囱64排入大气。

下面结合附图对本实用新型的结构进行进一步的描述：

实施例1：

如图3所示，本实用新型提供一种以水蒸气为热载体的有机固废的热解工艺系统，

包括预处理单元10、热解单元20、热解油气净化单元30、热解油气回收单元40、烧渣单元50、烟气净化单元60和蒸汽换热单元70；

所述预处理单元10的物料出口与所述热解单元20的物料进口连接，所述热解单元20的第一物料出口与热解油气净化单元30的物料进口连接，所述热解油气净化单元30的物料出口与所述热解油气回收单元40的物料进口连接，所述热解单元20的第二物料出口与所述烧渣单元50的物料进口连接；

所述蒸汽换热单元70设有进气口和出气口；

所述烧渣单元50的物料出口与蒸汽换热单元70中的蒸汽换热器71的进气口连接；

预处理单元包括依次连接的破碎机11、皮带输送机12、下料斗13、第一输送螺旋机14、烘干炉15、第二螺旋输送机16；

热解单元20包括热解窑21、炭粉出料螺旋22；

热解油气净化单元30，其包括依次连接的旋风除尘器31、高温除尘器32、油冷塔33、喷淋塔34；

热解油气回收单元40包括依次连接的热解气风机41、气柜42、输油泵43、油缓存罐44、油水分离器45；

烧渣单元50包括依次连接的烧渣炉51、水冷出料螺旋输送机52、尾渣料仓53；

烟气净化单元60包括依次连接的降温塔61、布袋除尘器62、烟气风机63、烟囱64。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (10)

1.一种以水蒸气为热载体的有机固废的热解工艺系统，其特征在于，包括预处理单元、热解单元、热解油气净化单元、热解油气回收单元、烧渣单元和蒸汽换热单元；

所述预处理单元的物料出口与所述热解单元的物料进口连接，所述热解单元的第一物料出口与热解油气净化单元的物料进口连接，所述热解油气净化单元的物料出口与所述热解油气回收单元的物料进口连接，所述热解单元的第二物料出口与所述烧渣单元的物料进口连接；

所述蒸汽换热单元设有进气口和出气口；

所述烧渣单元的物料出口与蒸汽换热单元的进气口连接。

2.根据权利要求1所述的一种以水蒸气为热载体的有机固废的热解工艺系统，其特征在于，所述预处理单元包括依次连接的破碎机、皮带输送机、下料斗、第一螺旋输送机、烘干炉和第二螺旋输送机；所述烘干炉设有出气口；所述第二螺旋输送机设有物料出口。

3.根据权利要求2所述的一种以水蒸气为热载体的有机固废的热解工艺系统，其特征在于，所述以水蒸气为热载体的有机固废的热解工艺系统还包括烟气净化单元；所述烟气净化单元包括依次连接的降温塔、布袋除尘器、烟气风机和烟囱；所述降温塔设有进气口，所述烘干炉的出气口与降温塔的进气口相连。

4.根据权利要求2所述的一种以水蒸气为热载体的有机固废的热解工艺系统，其特征在于，所述热解单元包括依次连接的热解窑和炭粉出料螺旋；所述热解窑设有物料进口、热解气出口和炭粉出口；所述第二螺旋输送机的物料出口与热解窑的物料进口连接。

5.根据权利要求4所述的一种以水蒸气为热载体的有机固废的热解工艺系统，其特征在于，所述热解油气净化单元包括依次连接的旋风除尘器、高温除尘器、油冷塔和喷淋塔；所述旋风除尘器与所述热解窑的热解气出口连接；所述喷淋塔设有出气管和出液口；所述油冷塔设有出气口。

6.根据权利要求5所述的一种以水蒸气为热载体的有机固废的热解工艺系统，其特征在于，所述热解油气回收单元包括风机、气柜、输油泵和油缓存罐；所述风机与气柜相连接，所述输油泵与油缓存罐相连接。

7.根据权利要求6所述的一种以水蒸气为热载体的有机固废的热解工艺系统，其特征在于，所述喷淋塔的出气管与热解油气回收单元中的风机连接；所述喷淋塔的出液口与热解油气回收单元中的输油泵连接。

8.根据权利要求1所述的一种以水蒸气为热载体的有机固废的热解工艺系统，其特征在于，所述烧渣单元中包括依次连接的烧渣炉、水冷出料螺旋输送机、出灰斗和尾渣料仓。

9.根据权利要求6所述的一种以水蒸气为热载体的有机固废的热解工艺系统，其特征在于，所述热解油气净化单元中的油冷塔的出气口与所述蒸汽换热单元的蒸汽换热器的进气口连接；所述蒸汽换热器的出气口与预处理单元中的烘干炉连接；所述蒸汽换热器的出气口与热解单元中的热解窑连接。

10.根据权利要求4所述的一种以水蒸气为热载体的有机固废的热解工艺系统，其特征在于，所述热解窑的热解温度为400℃-700℃。