CN104815838A - 一种生物质类固废及危废预处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物质类固废及危废预处理系统，在粉碎机构中实现物料的均质化，并保证后续处理的性能实现；在压滤机构中通过机械脱水的方式，实现快速减量化和脱除水量，节能最大化；在干化机构中，采用桨叶传导式干燥与盘式干燥结合的方式，其中的传导式干燥方式具有清洁高效的特点，可快速去除压滤后的湿渣中的大部分水分，在盘式干燥中通过上部分通入热介质，下部分通入冷介质，实现满足最终气化所需物料含水率的要求并可有效调整排出物料的温度。

Description

一种生物质类固废及危废预处理系统

技术领域

本发明涉及适用于热解气化工艺的生物质类资源化利用系统技术领域，特别涉及一种生物质类固废及危废预处理系统。

背景技术

生物质废物是人类在利用生物质的过程中生产和消费产生的废弃物。其传统的处理方式包括填埋和焚烧，但是存在需要占用大量土地，且容易带来二次污染的问题，尤其是一些具有危害性的废物。

当前，我国的生物质废物具有产生量大、可降解有机物含量高的特点，如果能对其进行有效的利用，不但能减少污染，还将会有助于缓解我国能源短缺的现状。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种生物质类固废及危废预处理系统，用于热解气化工艺的生物质类资源化利用，能够满足后续气化燃烧的要求。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种生物质类固废及危废预处理系统，包括：前置处理机构和干化机构，以及连接在上述功能机构之间的输送机构；

其中，所述前置处理机构的出料端连通于所述干化机构的进料端；

所述前置处理机构包括粉碎机构和压滤机构；

所述压滤机构采用重压式机构、带式机构和/或板框式机构；

所述干化机构采用传导式干燥机构与盘式干燥机构结合的方式，且所述盘式干燥机构的上部分开设有热介质通入口，下部分开设有冷介质通入口。

优选的，在所述前置处理机构中，所述粉碎机构的出料端连通于所述压滤机构的进料端；所述压滤机构的出料端连通于所述干化机构的进料端。

优选的，在所述前置处理机构中，所述压滤机构的出料端连通于所述粉碎机构的进料端；所述粉碎机构的出料端连通于所述干化机构的进料端。

优选的，在所述前置处理机构中，粗粉机构的出料端连通于所述压滤机构的进料端，所述压滤机构的出料端连通于细粉机构的进料端；所述细粉机构的出料端连通于所述干化机构的进料端。

优选的，所述前置处理机构还包括渣浆分离机构，所述渣浆分离机构的进料端连通于所述粉碎机构的出料端。

优选的，所述前置处理机构还包括晾晒机构。

优选的，还包括除尘机构，所述除尘机构的进气端连通于所述前置处理机构和/或所述干化机构。

优选的，还包括粉尘回收机构，所述粉尘回收机构包括依次连接的冷凝器、除雾器和过滤器，所述冷凝器的进气端连通于所述除尘机构的出气端。

优选的，所述粉碎机构采用齿式、刀式和/或锤式的机械粉碎机构。

优选的，还包括连接在上述功能设备之间的缓冲仓。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的生物质类固废及危废预处理系统，在粉碎机构中实现物料的均质化，并保证后续处理的性能实现；在压滤机构中通过机械脱水的方式，实现快速减量化和脱除水量，节能最大化；在干化机构中，采用传导式干燥与盘式干燥结合的方式，其中的传导式干燥方式具有清洁高效的特点，可快速去除压滤后的湿渣中的大部分水分，在盘式干燥中通过上部分通入热介质，下部分通入冷介质，其中的热介质用于进一步的去除前置干燥出来的物料的水分，冷介质可有效降低物料的外表温度并传导走物料在前置干燥中已携带的热量，有效减少后续物料存储及输送中可能因热量累积而温度过高带来的一系列搭桥、起拱、自燃等隐患，并实现满足最终气化所需物料含水率的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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发明的一些实施例，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为本发明实施例提供的生物质类固废及危废预处理系统的流程图；

图2为本发明实施例提供的生物质类固废及危废预处理系统的结构图。

具体实施方式

本发明公开了一种生物质类固废及危废预处理系统，用于热解气化工艺的生物质类资源化利用，能够满足后续气化燃烧的要求。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1和图2，图1为本发明实施例提供的生物质类固废及危废预处理系统的流程图；图2为本发明实施例提供的生物质类固废及危废预处理系统的结构图。

本发明实施例提供的生物质类固废及危废预处理系统，其核心改进点在于，包括：前置处理机构和干化机构，以及连接在上述功能机构之间的输送机构；

其中，前置处理机构的出料端连通于干化机构的进料端，即对物料(上述生物质类固废及危废)依次进行前置处理和干化；

前置处理机构包括粉碎机构和压滤机构；

压滤机构采用重压式机构、带式机构和/或板框式机构；具体的，对渣类物料采用重压式或带式压滤脱除水分，对浆类物料采用板框式压滤脱除水分；

干化机构采用传导式干燥机构(卧式)与盘式干燥机构结合的方式，且盘式干燥机构的上部分开设有热介质通入口，下部分开设有冷介质通入口；作为优选，先在传导式干燥机构中将物料的含水率降至40％以下，后在盘式干燥机构的上部分通入热介质，下部分通入冷介质。

从上述的技术方案可以看出，本发明实施例提供的生物质类固废及危废预处理系统，在粉碎机构中实现物料的均质化，并保证后续处理的性能实现；在压滤机构中通过机械脱水的方式，可快速减量化和脱除水量，节能最大化；在干化机构中，采用桨叶传导式干燥与盘式干燥结合的方式，其中的传导式干燥方式具有清洁高效的特点，实现快速去除压滤后的湿渣中的大部分水分，在盘式干燥中通过上部分通入热介质，下部分通入冷介质，其中的热介质用于进一步的去除前置干燥出来的物料的水分，冷介质可有效降低物料的外表温度并传导走物料在前置干燥中已携带的热量，有效减少后续物料存储及输送中可能因热量累积而温度过高带来的一系列搭桥、起拱、自燃等隐患，并实现满足最终气化所需物料含水率的要求。

在本方案提供的具体实施例中，前置处理机构可根据物料性质采用不同的结构，包括以下三种方式：

粉碎机构的出料端连通于压滤机构的进料端；压滤机构的出料端连通于干化机构的进料端；即先粉碎后压滤；

压滤机构的出料端连通于粉碎机构的进料端；粉碎机构的出料端连通于干化机构的进料端；即先压滤后粉碎。

粗粉机构的出料端连通于压滤机构的进料端，压滤机构的出料端连通于细粉机构的进料端；细粉机构的出料端连通于干化机构的进料端；先粗粉再压滤后细粉。需要说明的是，其中的粉碎和压滤根据需要可以采用多级处理的方式，即经过多次(可以分别采用不同方式)粉碎和压滤。物料经过前置处理(如重力挤压)后打散上料进行干化工序。

鉴于在干化机构中传导式干燥的电力能耗较高，因此为了降低整个预处理工艺的能源消耗，尽量通过能耗相对较低的机械压滤来脱掉物料中的水。作为优选，在压滤的过程中脱除物料50％以上的总水量，以实现节能最大化；在传导式干燥的过程中将物料的含水率降至40％以下。

针对不同的物料的物化特性(主要指含水率和粒径分布)，预处理系统中的工艺过程可以减少或增加，例如西药菌渣若原始含水率不高于65％，可以减少机械压滤结构；中药渣若物料中浆果类较多可先粉碎后进行渣浆分离，及在前置处理机构中还包括渣浆分离机构，渣浆分离机构的进料端连通于粉碎机构的出料端。压滤工序中可以采用液压重压式结构，实现水热(干化)破壁。

为了进一步降低整个预处理系统的能源消耗，前置处理机构还包括晾晒机构，通常连接在粉碎机构和压滤机构之前，以充分利用现场的光照(如太阳光)和风量等自然条件，符合当下的绿色理念。还可以将来自地下渣仓物料先放在前置脱水仓中静置，利用重力的效果挤压出一部分水分，并借助料仓下潜污泵(水位检测)排出。作为优选，滤液废水等预处理工艺中脱出的液体由污水池收集(还可以进一步净化处理)，最终经过污水管网排走，其结构可以参照图1所示。

本发明实施例提供的生物质类固废及危废预处理系统，还包括除尘机构，该除尘机构的进气端连通于前置处理机构和/或干化机构，能够在前置处理和/或干化的同时将气体排出。通过将气体排出的除尘机构，一方面，能够降低预处理环境中的粉尘含量，优化现场环境；另一方面，还可以起到除味的作用，也能够通过带走潮湿的气体，达到除湿干燥的效果。

在本方案提供的具体实施例中，预处理系统还包括粉尘回收机构，该粉尘回收机构包括依次连接的冷凝器、除雾器和过滤器，其中冷凝器的进气端连通于除尘机构的出气端。即对上述气体依次进行冷凝、除雾和过滤，其结构可以参照图1所示，气体中的大部分水分经过冷凝器成为液态的冷凝水被排出，剩下的小部分水分经过除雾器被分离，最经过过滤器(灰袋除尘器)后回收得到粉尘状的物料，可以同经过干化的物料一起参与后续的气化燃烧(依次经过炉前料仓和进料器后进入热解室)，从而有效提高了生物质类固废及危废的资源化利用率。同时，经过灰袋除尘器得到的干空气可以存储在空气罐中用于后续燃烧室中物料的燃烧。通过上述的粉尘回收工序，大幅降低工艺尾气中废物的排放，避免了二次污染。

为了进一步优化上述的技术方案，在盘式干燥机构中用到的热介质，是利用物料燃烧后的烟气加热得到的，无需借助外界热源，实现生物质类热解气化系统的资源内部循环利用。该功能可以通过图1中烟气空气置换器实现。

在本方案提供的具体实施例中，粉碎机构采用齿式、刀式和/或锤式的机械粉碎机构。当然，还可以根据实际情况，比如物料种类，采用挤压、撞击或研磨的粉碎机构。

作为优选，干化机构中风的循环为封闭或半封闭，以避免或减少排出有害尾气。

为了进一步优化上述的技术方案，预处理系统还包括连接在上述功能设备(即粉碎机构、压滤机构和干化机构等)之间的缓冲仓。除了用于存储未处理物料的地下湿渣仓，和用于存储处理后物料的地面干渣仓外，通过增设缓冲仓，可以满足于大量物料的处理需求，同时还能够应对突发情况，比如在某个功能设备发生故障时，起到临时存储的作用。进一步的，还可以在相邻的两个功能设备之间串联或并联多个缓冲仓，以最大化处理能力。其结构可以参照图1中的实施例所示，在多级粉碎机构和重力挤压机构之间串联有第一缓冲仓和第二缓冲仓，在重力挤压机构和多回转干燥机之间设置有第三缓冲仓。

作为优选，上述用于存储的料仓，设计为外壁旋转式，可通过齿轮带动旋转，且料仓整体为上小下大的结构，以上两点起到破拱防蓬料的作用；同时还设置有雷达式的料位计和应急卸料装置。

各存储料仓采用的仓下绞龙包括多级变螺距、单机定螺距和定螺距绞龙组，各功能设备之间的输送可以采用皮带输送机、埋刮板输送机、管链输送机和/或气力输送机。

综上所述，本发明实施例提供了一种生物质类固废及危废预处理系统，根据物料的物理特性，基本分为三个过程：粉碎(实现均质化，保并证后续处理的性能实现)、压滤(机械脱水，实现快速减量化和脱除50％以上的总水量，节能最大化)、干化(传导式干燥，清洁高效，采用卧式桨叶干燥机，实现快速将压滤后湿渣大部分水分，将物料干燥至40％以下+盘式干燥机，通过上部分通入热介质，下部分通入冷介质，可有效调整排出物料温度，并实现满足最终气化所需物料含水率的要求)；其中粉碎、压滤过程可根据物料性质先粉碎后压滤，或先压滤后粉碎，或先粗粉再压滤后细粉等，具体根据实际灵活组合；针对不同的物料的物化特性(主要指含水率和粒径分布)，预处理系统的工艺过程可以减少或增加，例如西药菌渣若原始含水率不高于65％，可以减少机械压滤环节，中药渣若物料中浆果类较多可先粉碎后进行渣浆分离，对渣类采用重压式或带式压滤脱除水分，对浆类采用板框式压滤脱除水分。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种生物质类固废及危废预处理系统，其特征在于，包括：前置处理机构和干化机构，以及连接在上述功能机构之间的输送机构；

其中，所述前置处理机构的出料端连通于所述干化机构的进料端；

所述前置处理机构包括粉碎机构和压滤机构；

所述压滤机构采用重压式机构、带式机构和/或板框式机构；

所述干化机构采用传导式干燥机构与盘式干燥机构结合的方式，且所述盘式干燥机构的上部分开设有热介质通入口，下部分开设有冷介质通入口。

2.根据权利要求1所述的生物质类固废及危废预处理系统，其特征在于，在所述前置处理机构中，所述粉碎机构的出料端连通于所述压滤机构的进料端；所述压滤机构的出料端连通于所述干化机构的进料端。

3.根据权利要求1所述的生物质类固废及危废预处理系统，其特征在于，在所述前置处理机构中，所述压滤机构的出料端连通于所述粉碎机构的进料端；所述粉碎机构的出料端连通于所述干化机构的进料端。

4.根据权利要求1所述的生物质类固废及危废预处理系统，其特征在于，在所述前置处理机构中，粗粉机构的出料端连通于所述压滤机构的进料端，所述压滤机构的出料端连通于细粉机构的进料端；所述细粉机构的出料端连通于所述干化机构的进料端。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的生物质类固废及危废预处理系统，其特征在于，所述前置处理机构还包括渣浆分离机构，所述渣浆分离机构的进料端连通于所述粉碎机构的出料端。

6.根据权利要求5所述的生物质类固废及危废预处理系统，其特征在于，所述前置处理机构还包括晾晒机构。

7.根据权利要求6所述的生物质类固废及危废预处理系统，其特征在于，还包括除尘机构，所述除尘机构的进气端连通于所述前置处理机构和/或所述干化机构。

8.根据权利要求7所述的生物质类固废及危废预处理系统，其特征在于，还包括粉尘回收机构，所述粉尘回收机构包括依次连接的冷凝器、除雾器和过滤器，所述冷凝器的进气端连通于所述除尘机构的出气端。

9.根据权利要求1所述的生物质类固废及危废预处理系统，其特征在于，所述粉碎机构采用齿式、刀式和/或锤式的机械粉碎机构。

10.根据权利要求1所述的生物质类固废及危废预处理系统，其特征在于，还包括连接在上述功能设备之间的缓冲仓。