CN103923684B - 垃圾热解制油处理设备及其处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于能源制备设备技术领域，涉及一种将垃圾热解制成燃料油的垃圾热解制油处理设备,包括回转炉和沸腾炉，回转炉包括依次连接的进料器、料斗、回转炉腔、出料仓、凝油器，凝油器设有出油口，凝油器与排烟管道I相连，沸腾炉包括沸腾炉腔、送风装置和排烟管道II，回转炉腔贯通沸腾炉腔，沸腾炉腔底部设有燃气喷嘴和布风板；沸腾炉腔返料口通过返料管与出料仓的底部相连通，沸腾炉腔返气口通过回风管与排烟管道I相连；风室与送风装置相连；沸腾炉腔的底部设有落灰管，垃圾无需分类、热解和燃烧分别进行、热效率高，能够对烟气热量进行回收，同时将热解气体进行燃烧，无二次污染的垃圾热解制油处理设备。

Description

垃圾热解制油处理设备及其处理方法

技术领域

本发明属于能源制备设备技术领域，具体的说，涉及一种将垃圾特别是难降解垃圾热解制成燃料油的垃圾热解制油处理设备。

背景技术

随着现代工业的快速发展和人们生活水平的提高，城市生活垃圾的种类和数量日益增加。特别是以橡胶和塑料为主的合成聚合物垃圾，在自然界中不易降解，易对自然环境造成严重污染，近年来，人们处理垃圾所采用的方法主要有集中填埋法、机械回收法、焚烧利用法和热解法，其中热解法又分为气化热解和液化热解。集中填埋法最为常用，将垃圾深埋填到地下，但是合成聚合物垃圾等难降解垃圾在地下长期存在，污染土壤和地下水；机械回收法的目的是回收资源并利用其剩余价值，但回收利用率低，且不能无限次回收，不能作为最终回收手段；焚烧利用法能够回收垃圾中的热能，减量比大，但高温燃烧垃圾的气固产物的排放污染环境和土壤；热解气化的方法中需将垃圾粉碎至微细，能耗巨大；热解制油法回收气液固资源，减量比大，二次污染少，具有良好的经济效益和的社会效益。

目前，垃圾热解制油装置有移动床、固定床、炉排床、回转窑和流化床炉等，主要特点是垃圾部分燃烧放热满足热解耗热，燃烧烟气与热解气混合进入冷凝装置，燃烧烟气与热解气中的可凝性气体凝结为热解油，其缺点明显：烟气组分不仅影响到热解油的品质，烟气降温也增大了冷凝负荷，外加热源耗能大，能源利用率低，还产生二次污染物。热裂解所需热耗的大小反映设备的热经济性，为降低垃圾热解制油的热耗，减少二次污染物的产生，高温裂解向着低温裂解方向发展。通过大量实验测试可知，低温热解的固体残渣仍然具有可观的发热量，但回收固体残渣余热，以流化燃烧低值能量残渣作为热源，与回转炉内进行热裂解而组合的方式，至今未见报道。因为橡胶、塑料可以获得较高的得油率，并且热解油的热值较高，可用作燃料或化工原料，具有广阔的前景，所以国内外在垃圾热解制油方面的研究主要是塑料、废橡胶等垃圾的分别热解，但是，塑料、废橡胶的热解具有一些不同特性，塑料、废橡胶等合成聚合物类难降解垃圾又不同于城市生活垃圾，混合垃圾在低温热解过程中，不同成分之间可能发生相互作用降低热解效率，因此，急需设计一种将垃圾特别是难降解垃圾进行热解制油的垃圾热解制油处理设备，以及将垃圾热解制油的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计一种垃圾无需分类、热解和燃烧分别进行、热效率高，能够对烟气热量进行回收，同时将热解气体进行燃烧，无二次污染的垃圾热解制油处理设备及热解制油方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种垃圾热解制油处理设备，包括回转炉，所述回转炉包括依次连接的进料器、料斗、回转炉腔、出料仓、凝油器，所述凝油器的底部设有出油口，所述凝油器与排烟管道I相连，其特征在于：还包括沸腾炉，所述沸腾炉包括沸腾炉腔以及与其相连的送风装置和排烟管道II，所述回转炉腔贯通沸腾炉腔，贯通接口处设有梳齿形密封装置，所述沸腾炉腔的底部设有燃气喷嘴和布风板，所述布风板的下层为风室；所述沸腾炉腔设有返料口和返气口，所述返料口通过返料管与出料仓的底部相连通，所述返气口通过回风管与排烟管道I相连；所述风室的底部与送风装置相连接；所述沸腾炉腔的底部还设有贯通布风板的落灰管。

优选的是：所述送风装置包括空气预热器、鼓风机，空气预热器由送风管道和送风管道外的腔体组成，所述排烟管道II与空气预热器送风管道外腔体的入口连接，空气预热器送风管道外腔体的出口设有烟气引风机。

优选的是:所述回转炉腔的外侧固定安装有变速齿轮，所述布风板上设有风帽，

优选的是：所述凝油器的排烟管道I通过回风管与所述沸腾炉腔连通，排烟管道I与回风管连接处设有循环风机。

优选的是：所述回转炉进料端设有冷凝水套。

优选的是：所述反料管连有燃料加料器。

优选的是：所述沸腾炉腔为倒L型，其水平部分靠近排烟管道II处设有定时吹灰器。

优选的是：所述落灰管连接有连续落灰装置。

优选的是：所述进料器为液压推进进料器或螺旋推进进料器。

优选的是：所述回转炉整体向下倾斜5—8°。

一种垃圾热解制油的方法，其步骤如下：

(1)启动：打开鼓风机，经过送风管道向沸腾炉腔内输送助燃空气，利用燃气喷嘴点火烘炉，烟气在烟气引风机作用下上行并水平冲刷回转炉，提高回转炉腔内的温度；

(2)入料：沸腾炉腔内的温度达到400℃时，启动冷凝水套和变速齿轮，使回转炉开始旋转，通过进料器将料斗内待处理垃圾送入回转炉腔，回转炉腔出料端输出气固态物料，固体残渣经过反料管进入沸腾炉腔燃烧，沸腾炉腔中达到500℃时，通过燃料加料器向沸腾炉内输送燃料，逐步减少直到停止燃气的燃烧；

(3)制油：启动循环风机，使回转炉腔内热解烟气进入凝油器，可凝性气体冷却凝结后经出油口流出收集，不凝性气体除部分放空外，大部分经管道进入沸腾炉腔燃烧；随着回转炉腔内的残渣经反料管进入沸腾炉腔，逐步停止通过燃料加料器向沸腾炉腔内输送燃料；

(4)稳定：沸腾炉腔内的烟气温度降为400℃左右经排烟管道II离开沸腾炉腔，进入空气预热器，在引风机作用下使烟气通过空气预热器之后排入烟囱；鼓风机将空气输送到空气预热器内，后经过布风板和风帽进入沸腾炉作为助燃空气；启动沸腾炉底部的连续出灰装置，灰渣经落灰管排出，保证沸腾炉内布风板上的燃料层厚度近乎不变，启动定时吹灰器，将沉积在沸腾炉腔水平部位的烟灰吹送到沸腾炉腔底部，垃圾热解制油处理设备开始稳定运行。

本发明的有益效果为：待处理垃圾可以是不分类垃圾，对于塑料、橡胶等难降解类垃圾更为适合，对物料的尺寸没有严格要求；卧式回转炉热解与立式沸腾炉燃烧有机组合，垃圾残渣、可燃气和热源烟气的热量得到充分利用；热解和燃烧分别进行，可控性优，并且保证了热解油免受飞灰、燃烧水分的影响，热值高、品质优；冷凝水套的设置防止了垃圾因传导热而软化粘结，可顺利送入有烟气冲刷的回转炉内；通过空气预热器对排出烟气的热量进行回收，提高能量利用率；对热解气体凝油后再次燃烧，含氮氧化物、二噁英、重金属等二次污染少；减量比大的同时回收了热解油，实现了节能环保型垃圾处理，尤其适用于用于垃圾减量化及塑料、废橡胶等难降解垃圾的热解并资源化，具有良好的应用前景和环境效益。塑料、橡胶或者其混合物热解收集的生物油，只需简单优化处理即可作为燃料或化工原料。

附图说明

图1是本发明垃圾热解制油设备的结构示意图。

如图1所示:进料器1、料斗2、冷凝水套3、变速齿轮4、定时吹灰器5、回转炉腔6、沸腾炉腔7、梳型密封装置8、燃料加料器9、凝油器10、循环风机11、出油口12、反料管13、布风板14、落灰管15、送风管道16、空气预热器17、鼓风机18、烟气引风机19、排烟管道II20、风帽21、出料仓22、连续出灰装置23、燃气喷嘴24、排烟管道I25、回风管26。

具体实施方式

下面通过具体实施例结合附图对本发明进一步描述：

实施例一

本实施例的垃圾热解制油设备，包括回转炉，回转炉包括依次连接的进料器1、料斗2、回转炉腔6、出料仓22、凝油器10，凝油器10的底部设有出油口12，凝油器10与排烟管道I25相连，还包括沸腾炉，沸腾炉包括沸腾炉腔7以及与其相连的送风装置和排烟管道II20，回转炉腔6贯通沸腾炉腔7，贯通接口处设有梳齿型密封装置8，沸腾炉腔7的底部设有燃气喷嘴24和布风板14，布风板14的下层为风室；沸腾炉腔7设有返料口和返气口，返料口通过返料管13与出料仓22的底部相连通，返气口通过回风管26与排烟管道I25相连；风室的底部与送风装置相连接；沸腾炉腔7的底部还设有贯通布风板14的落灰管15。

送风装置包括空气预热器17、鼓风机18，空气预热器17由送风管道16和送风管道外的腔体组成，排烟管道II20与空气预热器17送风管道外腔体的入口连接，空气预热器17送风管道外腔体的出口设有烟气引风机19。回转炉腔6的外侧固定安装有变速齿轮4，布风板14上设有风帽21，凝油器10的排烟管道I25通过回风管26与沸腾炉腔7连通，排烟管道I25与回风管26连接处设有循环风机11。回转炉腔6进料端设有冷凝水套3。沸腾炉腔7为倒L型，其水平部分靠近排烟管道II20处设有定时吹灰器5,进料器1为液压推进进料器,回转炉腔6整体向下倾斜5°。反料管13连有燃料加料器9，落灰管15连接有连续落灰装置23。

垃圾热解制油的方法，其步骤如下：

(1)启动：打开鼓风机18，经过送风管道16向沸腾炉腔7内输送助燃空气，利用燃气喷嘴24点火烘炉，烟气在烟气引风机19作用下上行并水平冲刷回转炉腔6，提高回转炉腔6内的温度；

(2)入料：沸腾炉腔7内的温度达到400℃时，启动冷凝水套3和变速齿轮4，使回转炉腔6开始旋转，通过进料器1将料斗2内待处理垃圾送入回转炉腔6，回转炉腔6出料端输出气固态物料，固体残渣经过反料管13进入沸腾炉腔7燃烧，沸腾炉腔7中达到500℃时，通过燃料加料器9向沸腾炉腔7内输送燃料，逐步减少直到停止燃气的燃烧；

(3)制油：启动循环风机11，使回转炉腔6内热解烟气进入凝油器10，可凝性气体冷却凝结后经出油口12流出收集，不凝性气体除部分放空外，大部分经回风管26进入沸腾炉腔7燃烧；随着回转炉腔6内的残渣经反料管13进入沸腾炉腔7，逐步停止通过燃料加料器9向沸腾炉腔7内输送燃料；

(4)稳定：沸腾炉腔7内的烟气温度降为400℃左右经排烟管道II20离开沸腾炉腔7，进入空气预热器17，在烟气引风机19作用下使烟气通过空气预热器17之后排入烟囱；鼓风机18将空气输送到空气预热器17内，后经过布风板14和风帽21进入沸腾炉腔7作为助燃空气；启动沸腾炉腔7底部的连续出灰装置23，灰渣经落灰管15排出，保证沸腾炉腔7内布风板14上的燃料层厚度近乎不变，启动定时吹灰器5，将沉积在沸腾炉腔7水平部位的烟灰吹送到沸腾炉腔7底部，垃圾热解制油处理设备开始稳定运行。

实施例二

除以下区别外，其他同实施例一：进料器1为螺旋推进进料器，适合粒径大于30毫米小于等于50毫米的垃圾处理，回转炉6整体向下倾斜8°。

回转炉腔6落下的灰渣发热量在16MJ/kg左右，适合用于沸腾炉腔7燃料；热解气进入凝油器10后收集的热解油含水仅5～8％，发热量达36MJ/kg，得油率40％左右，与混合垃圾中塑料和橡胶的比例有关，橡胶比例越大，得油率与发热量越高。

Claims (4)

1.一种垃圾热解制油处理设备，包括依次连接的回转炉进料器(1)、料斗(2)、回转炉(6)、回转炉出料仓(22)、凝油器(10)，所述回转炉(6)的外侧固定安装有变速齿轮(4)，所述凝油器(10)底部设有出油口(12)，凝油器(10)一侧设有排烟管道I(25)，其特征在于：还包括沸腾炉(7)，所述回转炉(6)贯通沸腾炉(7)，贯通接口处设有梳齿形密封装置(8)，所述沸腾炉(7)底部设有布风板(14)，布风板(14)上设有风帽(21)，布风板(14)上层为燃烧室，燃烧室底部设有燃气喷嘴(24)，布风板(14)下层为风室，所述回转炉出料仓(22)底部通过沸腾炉反料管(13)与沸腾炉(7)的燃烧室连通，所述沸腾炉(7)的风室底部连接送风管道(16)，送风管道(16)的入风口与鼓风机(18)连接，所述沸腾炉(7)底部设有贯通布风板(14)的落灰管(15)，所述沸腾炉(7)的燃烧室设有排烟管道II(20)；包括空气预热器(17)、鼓风机(18)，空气预热器(17)由送风管道(16)和送风管道(16)外腔体组成，所述排烟管道II(20)与空气预热器(17)送风管道(16)外腔体的入口连接，空气预热器(17)送风管道(16)外腔体的出口设有烟气引风机(19)；所述凝油器(10)一侧的排烟管道I(25)通过回风管(26)与所述沸腾炉(7)的燃烧室连通，排烟管道I(25)与回风管(26)连接处设有循环风机(11)；所述回转炉(6)进料端设有冷凝水套(3)；所述沸腾炉反料管(13)连有燃料加料器(9)；所述沸腾炉(7)为倒L型，其水平部分靠近排烟管道II(20)处设有定时吹灰器(5)；所述回转炉(6)整体向下倾斜5—8°。

2.根据权利要求1所述垃圾热解制油处理设备，其特征在于：所述落灰管(15)连接有连续落灰装置(23)。

3.根据权利要求1至7任一项所述垃圾热解制油处理设备，其特征在于：所述回转炉进料器(1)为液压推进进料器或螺旋推进进料器。

4.一种垃圾热解制油的方法，其步骤如下：

(1)启动：打开鼓风机18，经过送风管道16向沸腾炉腔7内输送助燃空气，利用燃气喷嘴24点火烘炉，烟气在烟气引风机19作用下上行并水平冲刷回转炉腔6，提高回转炉腔6内的温度；

(2)入料：沸腾炉腔7内的温度达到400℃时，启动冷凝水套3和变速齿轮4，使回转炉腔6开始旋转，通过进料器1将料斗2内待处理垃圾送入回转炉腔6，回转炉腔6出料端输出气固态物料，固体残渣经过反料管13进入沸腾炉腔7燃烧，沸腾炉腔7中达到500℃时，通过燃料加料器9向沸腾炉腔7内输送燃料，逐步减少直到停止燃气的燃烧；

(3)制油：启动循环风机11，使回转炉腔6内热解烟气进入凝油器10，可凝性气体冷却凝结后经出油口12流出收集，不凝性气体除部分放空外，大部分经回风管26进入沸腾炉腔7燃烧；随着回转炉腔6内的残渣经反料管13进入沸腾炉腔7，逐步停止通过燃料加料器9向沸腾炉腔7内输送燃料；

(4)稳定：沸腾炉腔7内的烟气温度降为400℃左右经排烟管道II20离开沸腾炉腔7，进入空气预热器17，在烟气引风机19作用下使烟气通过空气预热器17之后排入烟囱；鼓风机18将空气输送到空气预热器17内，后经过布风板14和风帽21进入沸腾炉腔7作为助燃空气；启动沸腾炉腔7底部的连续出灰装置23，灰渣经落灰管15排出，保证沸腾炉腔7内布风板14上的燃料层厚度近乎不变，启动定时吹灰器5，将沉积在沸腾炉腔7水平部位的烟灰吹送到沸腾炉腔7底部，垃圾热解制油处理设备开始稳定运行。