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CN114110600A - 一种蓄热快速启动式垃圾热解气化系统及其方法 - Google Patents

一种蓄热快速启动式垃圾热解气化系统及其方法 Download PDF

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CN114110600A CN202111314725.4A CN202111314725A CN114110600A CN 114110600 A CN114110600 A CN 114110600A CN 202111314725 A CN202111314725 A CN 202111314725A CN 114110600 A CN114110600 A CN 114110600A
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Abstract

本发明公开了一种蓄热快速启动式垃圾热解气化系统及其方法，包括垃圾干燥设备，垃圾干燥设备分别与垃圾热解气化炉和导热油罐连接，垃圾热解气化炉经二燃室、急冷器和消白换热器后与导热油罐连接；导热油罐与急冷器连接用于对中低温导热油进行换热后分三路，一路经空预器连接至导热油罐，用于对进入垃圾热解气化炉的空气进行加热；第二路连接至垃圾干燥设备用于对垃圾进行混干；第三路连接至消白换热器用于对低温烟气进行加热。本发明实现了能量的合理分配使用。同时在二次启炉的过程中也优化了启炉的工况，实现了村镇的生活垃圾处理设备不正规运行导致的设备损坏问题，真正达到村镇生活垃圾的减量化、无害化处理。

Description

一种蓄热快速启动式垃圾热解气化系统及其方法
技术领域
本发明属于生活垃圾气化热解处理技术领域，具体涉及一种蓄热快速启动式垃圾热解气化系统及其方法。
背景技术
随着社会经济的发展，生活垃圾的产量日渐增多，如何有效的处理村镇的生活垃圾已经成为一个亟待解决的问题。大多数生活垃圾中常常夹带着较多的水分，水分含量较大的垃圾在热解焚烧时往往会破坏焚烧环境，导致熄火，难以充分燃烧，且水蒸汽尾部烟道中很容易结露，造成尾部烟道的堵塞，同时烟囱排放温度低，会出现白烟。
村镇生活垃圾处理都是白天烧炉，夜间闭炉，当二次启炉的过程中，很容易因为垃圾水分较多造成炉子熄灭，这就要求村镇垃圾热解处理过程对能量进行合理使用，优化燃烧环境，使其充分燃烧，实现反复的启炉闭炉的操作，真正达到村镇生活垃圾的减量化、无害化处理。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种蓄热快速启动式垃圾热解气化系统及其方法，垃圾通过储存的能量混干之后再进入热解炉中完成热解焚烧，焚烧完之后经过尾部烟道将一部分热量在储存起来，这样反复使用，即可以达到垃圾混干，优化炉内燃烧的目的，也可以合理利用燃烧的能量，实现反复的启炉闭炉的操作。
本发明采用以下技术方案：
一种蓄热快速启动式垃圾热解气化系统，包括垃圾干燥设备，垃圾干燥设备分别与垃圾热解气化炉和导热油罐连接，垃圾热解气化炉经二燃室、急冷器和消白换热器后与导热油罐连接；导热油罐与急冷器连接用于对中低温导热油进行换热后分三路，一路经空预器连接至导热油罐，用于对进入垃圾热解气化炉的空气进行加热；第二路连接至垃圾干燥设备用于对垃圾进行混干；第三路连接至消白换热器用于对低温烟气进行加热。
具体的，空预器连接有第一鼓风机，第一鼓风机经空预器与垃圾热解气化炉连接。
具体的，导热油罐经循环油泵和减温设备后返回至导热油罐。
进一步的，减温设备连接有第二鼓风机，第二鼓风机经减温设备与垃圾热解气化炉连接。
具体的，导热油罐经导热油泵与急冷器连接。
具体的，消白换热器经引风机与烟囱连接。
进一步的，消白换热器与烟囱之间设置有引风机。
具体的，急冷器的处理时间小于1s。
具体的，空预器的出口端与导热油罐的进口端连接。
本发明的另一技术方案是，一种蓄热快速启动式垃圾热解气化方法，利用蓄热快速启动式垃圾热解气化系统，具体步骤如下：
村镇垃圾经过垃圾干燥设备干燥后，在气化炉中热解气化，经过二燃室燃烧产生的高温烟气进入急冷器后，利用中低温导热油进行换热后分三路，一路进入空预器对进入垃圾热解气化炉的空气进行加热；第二路进入垃圾干燥设备对垃圾进行混干；第三路进入消白换热器对低温烟气进行加热；经空预器、消白换热器和垃圾干燥设备后的剩余高温导热油进入导热油罐中进行热量储存，以备停炉后重复启炉使用；
如果导热油罐中的温度＞350℃，通过减温设备实现风冷，同时将被加热的空气输送至垃圾热解气化炉；
当气化炉重新启炉时，使用导热油罐中的导热油对急冷器进行加热，加热后的导热油经急冷器分两路，一路进入空预器对进入垃圾热解气化炉的空气进行加热，第二路进入垃圾干燥设备对垃圾进行混干。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明是一种蓄热快速启动式垃圾热解气化系统，在本系统中始终存在有高温导热油在不同换热设备中进行热量交换，并且对热量进行合理使用，以保证村镇生活垃圾热解炉在频繁启停过程中平稳运行，系统主要设备包括垃圾干燥设备、热解气化炉、二燃室、急冷器、消白换热器、导热油罐和空预器。
进一步的，第一鼓风机与空预器连接，用于对垃圾热解气化炉空气加热，提供稳定充足的空气，保证了垃圾热解气化炉内燃烧工况的稳定。
进一步的，防止导热油罐中温度过高，将导热油罐经循环油泵和减温设备连接，可以通过减温设备实现风冷与其换热，降低导热油罐内的温度。
进一步的，第二鼓风机经减温设备与垃圾热解气化炉连接，将与导热油罐换热后的空气通至垃圾热解气化炉中，保证气化炉内燃烧工况稳定。
进一步的，导热油罐经导热油泵与急冷器相连，用于对中低温导热油换热。
进一步的，消白换热器经引风机与烟囱连接，烟气消白，达到烟气排放标准。
进一步的，烟囱前设置引风机，将烟气从消白换热器充分引至烟囱，防止排烟不充分。
进一步的，在气化炉稳定燃烧过程中产生大量的高温烟气，烟气必须在急冷器中小于1s的时间内从500℃降低到200℃，常规的减温方式为使用大量的水减温。为了防止急冷器管壁结露，急冷器必须是一个承压设备，而使用中低温导热油经进行冷却，就可以避免管壁结露，而且由于导热油急冷器也不是承压设备。
进一步的，空预器加热垃圾热解气化炉空气可以保证热解气化的进行。三路高温导热油作用后还有剩余热量，进入导热油罐中储存，以备停炉后重启使用，保证系统的快速启动。
一种蓄热快速启动式垃圾热解气化方法，中低温导热油经过急冷器换热之后分三路，一路进入空预器对进入垃圾热解气化炉的空气进行加热，以保证气化炉燃烧工况的稳定；一路进入垃圾干燥设备对垃圾进行混干，以保证进入气化炉的垃圾水分在合理范围内；一路进入消白换热器对低温烟气进行加热，以保证达到烟气排放标准；高温导热油经过空预器、消白换热器、垃圾干燥设备之后还有剩余的热量，统一进入导热油罐中把热量储存起来，以备停炉只有重复启炉使用；如果导热油罐中的温度过高，则通过减温设备实现风冷，同时被加热的空气也输送进垃圾热解气化炉，进一步提高气化炉燃烧工况；当气化炉晚上停炉之后白天启炉时，由于停炉之后，尾部烟道也会冷却，如果再次尾部烟道会出现大量的结露现象，从而导致尾部烟道的堵塞。在这种情况下，使用导热油罐中的导热油对急冷器加热，以保障急冷器以后的烟气温度处于水蒸汽露点以上，就可以有效的避免尾部烟道因为结露而堵塞的现象，导热油经过加热急冷器之后分为两路，一路进入空预器对进入垃圾热解气化炉的空气进行加热，一路进入垃圾干燥设备对垃圾进行混干，提高热解气化炉的运行工况。
综上所述，本发明一种蓄热快速启动式垃圾热解气化系统，导热油既可以吸热，也可以放热，即完成了急冷器的功能，也完成了干燥设备、空预器和消白换热器的功能，实现了能量的合理分配使用。同时在二次启炉的过程中也优化了启炉的工况，实现了村镇的生活垃圾处理设备不正规运行导致的设备损坏问题，真正达到村镇生活垃圾的减量化、无害化处理。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明系统工作流程图。
其中：1.垃圾干燥设备；2.垃圾热解气化炉；3.二燃室；4.急冷器；5.消白换热器；6.引风机；7.烟囱；8.空预器；9.第一鼓风机；10.导热油罐；101.导热油泵；102.减温设备；103.循环油泵；104.第二鼓风机。
具体实施方式
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“一侧”、“一端”、“一边”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
在附图中示出了根据本发明公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
本发明提供了一种蓄热快速启动式垃圾热解气化系统，采用。
请参阅图1，本发明一种蓄热快速启动式垃圾热解气化系统，包括垃圾干燥设备1、垃圾热解气化炉2、二燃室3、急冷器4、消白换热器5、引风机6、烟囱7、空预器8、鼓风机9、导热油罐10、导热油泵101、减温设备102、循环油泵103和鼓风机104。
垃圾干燥设备1排渣口分别与垃圾热解气化炉2和导热油罐10连接，垃圾干燥设备1经垃圾热解气化炉2出口端依次连接二燃室3、急冷器4、消白换热器5、引风机6和烟囱7；导热油罐10出油口经导热油泵101连接急冷器4，急冷器4通过其他设备连接之后再和导热油罐10连接；急冷器4出口端分别与空预器8、消白换热器5和垃圾干燥设备1进口端连接。
村镇垃圾经垃圾干燥设备1烘干之后进入热解气化炉2，在热解气化炉2中热解气化燃烧产生的合成气在二燃室3中进行二次燃烧，二次燃烧产生大量的高温烟气经过急冷器4降温，经过脱硫脱硝设备11除去硫氧化物和氮氧化物，经过消白换热器5将烟气加热到结露温度以上，最后经引风机6后通过烟囱7排出。
其中，空预器8和消白换热器5出口端同时与导热油罐10连接。
导热油罐10风冷换热出口经循环油泵103和减温设备102连接后返回至导热油罐10风冷换热入口。
空预器8的入口端连接有第一鼓风机9，第一鼓风机9经空预器8与垃圾热解气化炉2连接。
减温设备102的进气端连接有第二鼓风机104，第二鼓风机104经过减温设备102与垃圾热解气化炉2连接。
本发明一种蓄热快速启动式垃圾热解气化系统的工作原理如下：
导热油罐10经过导热油泵101与急冷器4连接进行换热，急冷器4导热油出口在分别垃圾干燥设备1、空预器8和消白换热器5连接进行换热；同时垃圾干燥设备1、空预器8和消白换热器5导热油出口都与导热油罐10连接，将换完热的导热油输送至导热油罐10中储存。
正常运行时使用冷油，不正常运行时使用热油，如果导热油罐10中的导热油温度过高，则经过循环油泵103在减温设备102风冷降温；鼓风机104经过减温设备102后空气的温度提升，将加热后的空气输送至热解气化炉2中。
从急冷器4中加热的导热油在空预器8中加热由鼓风机9输送的空气，将加热后的空气输送至热解气化炉2中。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中的描述和所示的本发明实施例的组件可以通过各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
本发明一种蓄热快速启动式垃圾热解气化系统的具体工作过程如下：
村镇垃圾经过垃圾干燥设备干燥后，在气化炉中热解气化，经过二燃室燃烧产生大量的高温烟气，烟气必须在急冷器中小于1s的时间内从500℃降低到200℃，常规的减温方式为使用大量的水减温；为了防止急冷器管壁结露，急冷器必须是一个承压设备，而使用中低温导热油经急冷器进行冷却，就可以避免管壁结露，而且由于导热油急冷器也不是承压设备。
中低温导热油经过急冷器换热之后分三路，一路进入空预器8对进入垃圾热解气化炉的空气进行加热，以保证气化炉燃烧工况的稳定；一路进入垃圾干燥设备1对垃圾进行混干，以保证进入气化炉的垃圾水分在合理范围内；一路进入消白换热器5对低温烟气进行加热，以保证达到烟气排放标准。
高温导热油经过空预器、消白换热器、垃圾干燥设备之后还有剩余的热量，统一进入导热油罐中把热量储存起来，以备停炉之后重复启炉使用。
如果导热油罐中的温度过高，则通过减温设备实现风冷，同时被加热的空气也输送进垃圾热解气化炉，进一步提高气化炉燃烧工况。
当气化炉晚上停炉之后白天启炉时，由于停炉之后，尾部烟道也会冷却，如果再次尾部烟道会出现大量的结露现象，从而导致尾部烟道的堵塞。在这种情况下，使用导热油罐中的导热油对急冷器加热，以保障急冷器以后的烟气温度处于水蒸汽露点以上，就可以有效的避免尾部烟道因为结露而堵塞的现象。
导热油经过加热急冷器之后分为两路，一路进入空预器对进入垃圾热解气化炉的空气进行加热，一路进入垃圾干燥设备对垃圾进行混干，提高热解气化炉的运行工况。
综上所述，本发明一种蓄热快速启动式垃圾热解气化系统及其方法，有效避免了垃圾由于水分过多导致热解时造成环境污染、熄炉和燃烧不充分问题，导热油罐的蓄热也保证了系统的平稳启停，便于应用在实际村镇生活垃圾的处理。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种蓄热快速启动式垃圾热解气化系统，其特征在于，包括垃圾干燥设备(1)，垃圾干燥设备(1)分别与垃圾热解气化炉(2)和导热油罐(10)连接，垃圾热解气化炉(2)经二燃室(3)、急冷器(4)和消白换热器(5)后与导热油罐(10)连接；导热油罐(10)与急冷器(4)连接用于对中低温导热油进行换热后分三路，一路经空预器(8)连接至导热油罐(10)，用于对进入垃圾热解气化炉的空气进行加热；第二路连接至垃圾干燥设备(1)用于对垃圾进行混干；第三路连接至消白换热器(5)用于对低温烟气进行加热。
2.根据权利要求1所述的蓄热快速启动式垃圾热解气化系统，其特征在于，空预器(8)连接有第一鼓风机(9)，第一鼓风机(9)经空预器(8)与垃圾热解气化炉(2)连接。
3.根据权利要求1所述的蓄热快速启动式垃圾热解气化系统，其特征在于，导热油罐(10)经循环油泵(103)和减温设备(102)后返回至导热油罐(10)。
4.根据权利要求3所述的蓄热快速启动式垃圾热解气化系统，其特征在于，减温设备(102)连接有第二鼓风机(104)，第二鼓风机(104)经减温设备(102)与垃圾热解气化炉(2)连接。
5.根据权利要求1所述的蓄热快速启动式垃圾热解气化系统，其特征在于，导热油罐(10)经导热油泵(101)与急冷器(4)连接。
6.根据权利要求1所述的蓄热快速启动式垃圾热解气化系统，其特征在于，消白换热器(5)经引风机(6)与烟囱(7)连接。
7.根据权利要求6所述的蓄热快速启动式垃圾热解气化系统，其特征在于，消白换热器(5)与烟囱(7)之间设置有引风机(6)。
8.根据权利要求1所述的蓄热快速启动式垃圾热解气化系统，其特征在于，急冷器(4)的处理时间小于1s。
9.根据权利要求1所述的蓄热快速启动式垃圾热解气化系统，其特征在于，空预器(8)的出口端与导热油罐(10)的进口端连接。
10.一种蓄热快速启动式垃圾热解气化方法，其特征在于，利用权利要求1所述的蓄热快速启动式垃圾热解气化系统，具体步骤如下：
村镇垃圾经过垃圾干燥设备干燥后，在气化炉中热解气化，经过二燃室燃烧产生的高温烟气进入急冷器后，利用中低温导热油进行换热后分三路，一路进入空预器对进入垃圾热解气化炉的空气进行加热；第二路进入垃圾干燥设备对垃圾进行混干；第三路进入消白换热器对低温烟气进行加热；经空预器、消白换热器和垃圾干燥设备后的剩余高温导热油进入导热油罐中进行热量储存，以备停炉后重复启炉使用；
如果导热油罐中的温度＞350℃，通过减温设备实现风冷，同时将被加热的空气输送至垃圾热解气化炉；当气化炉重新启炉时，使用导热油罐中的导热油对急冷器进行加热，加热后的导热油经急冷器分两路，一路进入空预器对进入垃圾热解气化炉的空气进行加热，第二路进入垃圾干燥设备对垃圾进行混干。
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