CN213680557U - 一种多形态废弃物的气化协同处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多形态废弃物的气化协同处理系统，包括预处理单元、混料单元及气化处理单元；预处理单元包括原料煤、固态废弃物、半固态废弃物破碎、半固态废弃物熔融以及液态废弃物预处理单元，原料煤、固态废弃物及半固态废弃物破碎预处理单元包括储料仓、破碎装置和筛分装置，半固态废弃物熔融预处理单元包括加热装置、过滤装置和熔融罐，液态废弃物预处理单元包括液态废弃物储槽；混料单元包括与预处理单元连接的磨机以及与气化处理单元连接的煤浆槽；气化处理单元包括与煤浆槽连接的气化炉。本实用新型将多形态废弃物与原料煤混合后制成水煤浆并进行气化处理，实现了多形态废弃物的清洁化处置和资源化利用。

Description

一种多形态废弃物的气化协同处理系统

技术领域

本实用新型涉及废弃物处理技术领域，尤其是涉及一种多形态废弃物的气化协同处理系统。

背景技术

近年来，随着经济的快速发展，我国各类废弃物产生量总体呈现不断增加的趋势。现有技术中，因为固态废弃物、半固态和液态废弃物的特点不同，通常采用不同的处理方法，分开进行处理，液体废弃物一般经过生物化学联合处理后进行排放，例如，在中国专利文献上公开的“一种造纸废水深度处理系统”，其公告号CN104529090A，包括废水调节过滤池、氧化反应沉淀池、折流式缺氧厌氧反应池、好氧接触氧化池、二沉池和砂滤池。废水经调节过滤池调节水量和水质，然后进入氧化反应沉淀池，污染物被氧化分解，再进入折流式缺氧厌氧反应池、好氧接触氧化池进行缺氧、厌氧和好氧反应，经沉淀和过滤后达标排放。而固态和半固态废弃物一般通过焚烧、填埋等方法处理，例如，在中国专利文献上公开的“一种石化固废物焚烧系统”，其公告号CN206018650U，包括焚烧炉和混合装置，混合装置连接固废物来料管，混合装置出口端连接焚烧炉一次燃烧区送料口。

但是现有的废弃物处理方法，无法对废弃物进行资源化利用，并且焚烧、清洁填埋等固体废弃物的处理过程中易产生二次污染，无法真正实现无害化处理。

发明内容

本实用新型是为了克服现有技术的废弃物处理方法，无法对废弃物进行资源化利用，并且焚烧、清洁填埋等固体废弃物的处理过程中易产生二次污染，无法真正实现无害化处理的问题，提供一种多形态废弃物的气化协同处理系统，将多源的固态、半固态、液态废弃物与煤混合，利用不同形态废弃物之间的配伍作用制成水煤浆，制得的水煤浆经气化炉气化后得到含CO、H₂等气体的合成气，以进行后续资源化利用，实现了废弃物的资源化利用和无害化处理，无二次污染、经济实用，具有较好的经济效益和环保价值。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种多形态废弃物的气化协同处理系统，包括依次连接的预处理单元、混料单元及气化处理单元；所述预处理单元包括相互独立运行的原料煤预处理单元、固态废弃物预处理单元、半固态废弃物破碎预处理单元、半固态废弃物熔融预处理单元以及液态废弃物预处理单元，所述原料煤预处理单元、固态废弃物预处理单元及半固态废弃物破碎预处理单元分别包括依次连接的储料仓、破碎装置和筛分装置，所述半固态废弃物熔融预处理单元包括依次连接的加热装置、过滤装置和熔融罐，所述液态废弃物预处理单元包括液态废弃物储槽；所述混料单元包括相连接的磨机和煤浆槽，所述磨机与预处理单元连接，所述煤浆槽与气化处理单元连接；所述气化处理单元包括与煤浆槽连接的气化炉。

本实用新型先通过预处理单元，根据不同形态废弃物的理化特点，分别对废弃物和原料煤进行不同的预处理：原料煤经破碎和筛分装置后得到所需粒径的煤粉；固态和需破碎处理的半固态废弃物经破碎和筛分装置后成为固态和半固态废弃物粉末；需熔融处理的半固态废弃物经加热器和过滤器后得到熔融态废弃物进入熔融罐储存；液态废弃物通过液态废弃物储槽进行均质；然后使预处理后的煤粉、固态和半固态废弃物粉末、熔融态废弃物和液态废弃物一起进入混料单元，先进入磨机中混合磨料，然后进入煤浆罐中搅拌混合均匀，利用多形态废弃物与原料煤之间的反应和配伍，制得固含量、分散性和流动性均较好的水煤浆，制得的水煤浆进入气化处理单元的气化炉中气化燃烧，得到含CO、H₂等气体的合成气，合成气是合成氨、合成甲醇等化学合成工艺的重要原料，因此利用本实用新型中的系统，可以实现不同状态和来源的废弃物的资源化利用和无害化处理，无二次污染、经济实用，具有较好的经济效益和环保价值。

其中，可以进入固态废弃物预处理单元的废弃物包括固态的干化污泥、干馏油泥、废弃橡胶等；可以进入半固态废弃物破碎预处理单元的废弃物包括药渣、废弃生物质等；可以进入半固态废弃物熔融预处理单元的废弃物包括油罐污泥、精馏残液等；可以进入液态废弃物预处理单元的废弃物包括印染废水、COD废水等工业、生活污水等。将多形态废弃物与煤粉混合后，多形态废弃物中的含碳氢组分可以提供生成CO、H₂等有效气的成分，提高水煤浆的浆体浓度，从而提高水煤浆气化后的有效气含量；而液态废弃物中含有多种可作为表面活性剂的有机物组分，添加在水煤浆中可作为分散剂使用；同时，可以根据多形态废弃物的组成成分，将不同固态、半固态（破碎/熔融）和液态废弃物进行合理复配，使废弃物中的组分发生反应生成具有良好分散效果的分散剂，通过废废搭配实现废弃物的有效利用，提高制得的水煤浆的分散性及稳定性，有利于水煤浆的运输和后续气化处理。

因此本实用新型充分利用多形态废弃物的理化特点，将多形态废弃物与原料煤混合后制成使用性能良好的水煤浆，最终废弃物可以随制得的水煤浆进入气化炉处理，将废弃物中的碳、氢元素变成CO和H₂等有用气体，同时将废弃物中有害物质分解或固化到玻璃态熔渣之中，实现多形态废弃物的清洁化处置和资源化利用，是一种环保、节能、变废为宝的全新废弃物处置方式。

作为优选，气化炉从上至下包括依次连通的燃烧室、激冷室和锁斗，所述燃烧室顶部设有与煤浆槽连接的进料口。多形态废弃物制成的水煤浆在气化炉的燃烧室中气化处理，产生的液态熔渣进入激冷室，经激冷固化后形成玻璃态炉渣，将重金属等难降解的有害物质包裹在内，然后经锁斗冷却和粉碎后进入渣池中收集，渣池中的玻璃态熔渣浸出毒性满足排放标准，实现了无害化处理。

作为优选，气化炉的激冷室上方设有激冷水进口，激冷室下方设有合成气出口，所述气化处理单元还包括依次与气化炉连接的分离器、旋风除尘器和洗涤塔；所述分离器上设有分离器进料口、位于分离器底部的分离器出水口以及位于分离器顶部的分离器出气口；所述旋风除尘器上设有旋风除尘器进料口、位于旋风除尘器底部的旋风除尘器出水口以及位于旋风除尘器顶部的旋风除尘器出气口；所述洗涤塔底部设有合成气进口、灰水出口和激冷水出口，洗涤塔顶部设有洗涤水进口和清洁气出口；所述气化炉激冷室上的合成气出口与分离器进料口连接，分离器出气口与旋风除尘器进料口连接，旋风除尘器出气口与洗涤塔上的合成气进口连接，洗涤塔上的激冷水出口与气化炉激冷室上的激冷水进口连接。

本实用新型在气化处理单元内设置分离器、旋风除尘器和洗涤塔，气化炉中产生的合成气经分离器进行气液分离后，得到的气体进入旋风除尘器进一步除去颗粒物，经旋风除尘器除尘后的气体进入洗涤塔，在洗涤液的作用下进一步净化除尘后，得到洁净的合成气，收集后可进行后续利用；洗涤塔中洗涤后的洗涤液部分作为激冷水进入气化炉的激冷室中，对液态熔渣进行激冷；分离器、旋风除尘器和洗涤塔中分离得到的灰水一部分可重新进入预处理单元回用，一部分进入污水处理厂处理后排放。本实用新型在气化处理单元内设置洗涤塔、分离器和旋风除尘器，可以对产生的合成气进行进一步分离和净化，便于气化产物的后续利用和处理。

作为优选，混料单元中还包括分别与磨机连接的添加剂储罐和储水罐。在混料单元中设置与磨机连接的添加剂储罐和储水罐，可以根据不同废弃物的配伍情况，向磨机中添加一定量的添加剂和水，有利于粉碎效果，提高制得的水煤浆的分散性和稳定性，有利于水煤浆的运输、保存和后续气化处理。

作为优选，煤浆槽内设有搅拌装置。

作为优选，混料单元中的磨机为棒磨机。棒磨机可以将原料煤和固态废弃物有效粉碎至所需粒径，便于控制制得的水煤浆品质。

作为优选，煤浆槽与气化炉之间的管路上设有煤浆泵。

因此，本实用新型具有如下有益效果：

（1）根据多形态废弃物的理化特点，在预处理单元分别对废弃物进行不同的预处理，并将预处理后的多形态废弃物与煤粉在混料单元中混合制成固含量、分散性和流动性均较好的水煤浆，制得的水煤浆进入气化处理单元的气化炉中气化燃烧，得到可回收利用的合成气，实现了不同来源的废弃物的资源化利用和无害化处理；

（2）在气化处理单元内设置分离器、旋风除尘器和洗涤塔，可以对产生的合成气进行进一步分离和净化，便于气化产物的后续利用和处理。

附图说明

图1是本实用新型的一种连接结构示意图。

图中：1原料煤预处理单元、 101储料仓、 102破碎装置、 103筛分装置、 2固态废弃物预处理单元、 3半固态废弃物破碎预处理单元、 4半固态废弃物熔融预处理单元、 401加热装置、 402过滤装置、 403熔融罐、 5液态废弃物储槽、 6磨机、 7煤浆槽、 8气化炉、801燃烧室、 802激冷室、 803锁斗、 804进料口、 805激冷水进口、 806合成气出口、 9洗涤塔、 901合成气进口、 902灰水出口、 903洗涤水进口、 904清洁气出口、 905激冷水出口、10分离器、 1001分离器进料口、 1002分离器出水口、 1003分离器出气口、 11旋风除尘器、1101旋风除尘器进料口、 1102旋风除尘器出水口、 1103旋风除尘器出气口、 12添加剂储罐、 13储水罐、 14搅拌装置、 15煤浆泵。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。

实施例：

如图1所示，一种多形态废弃物的气化协同处理系统，包括依次连接的预处理单元、混料单元及气化处理单元。

预处理单元包括相互独立运行的原料煤预处理单元1、固态废弃物预处理单元2、半固态废弃物破碎预处理单元3、半固态废弃物熔融预处理单元4以及液态废弃物预处理单元。原料煤预处理单元、固态废弃物预处理单元及半固态废弃物破碎预处理单元分别包括依次通过皮带传送装置连接的储料仓101、破碎装置102和筛分装置103；半固态废弃物熔融预处理单元包括依次通过管路连接的加热装置401、过滤装置402和熔融罐403；液态废弃物预处理单元包括液态废弃物储槽5。

混料单元包括通过管路连接的磨机6和煤浆槽7，以及分别与磨机连接的添加剂储罐12和储水罐13。磨机采用棒磨机，棒磨机分别与原料煤预处理单元、固态废弃物预处理单元、半固态废弃物破碎预处理单元中的筛分装置以及半固态废弃物熔融预处理单元中的熔融罐和液态废弃物储槽连接。煤浆槽内设有搅拌装置14，煤浆槽与气化处理单元连接。

气化处理单元包括依次连接的气化炉8、分离器10、旋风除尘器11和洗涤塔9。气化炉从上至下包括依次连通的燃烧室801、激冷室802和锁斗803，燃烧室顶部设有与煤浆槽通过管路连接的进料口804，进料口与煤浆槽之间的管路上设有煤浆泵15，激冷室上方设有激冷水进口805，激冷室下方设有合成气出口806；分离器上设有分离器进料口1001、位于分离器底部的分离器出水口1002以及位于分离器顶部的分离器出气口1003；旋风除尘器上设有旋风除尘器进料口1101、位于旋风除尘器底部的旋风除尘器出水口1102以及位于旋风除尘器顶部的旋风除尘器出气口1103；洗涤塔底部设有合成气进口901、灰水出口902和激冷水出口905，洗涤塔顶部设有洗涤水进口903和清洁气出口904；气化炉激冷室上的合成气出口与分离器进料口通过管路连接，分离器出气口与旋风除尘器进料口通过管路连接，旋风除尘器出气口与洗涤塔上的合成气进口通过管路连接，洗涤塔上的激冷水出口与气化炉激冷室上的激冷水进口通过管路连接。

本实用新型中的系统运行时，原料煤经破碎和筛分装置后得到所需粒径的煤粉；固态和需破碎处理的半固态废弃物经破碎和筛分装置后成为固态和半固态废弃物粉末；需熔融处理的半固态废弃物经加热器和过滤器后得到熔融态废弃物进入熔融罐储存；液态废弃物通过液态废弃物储槽进行均质；然后使预处理后的煤粉、固态和半固态废弃物粉末、熔融态废弃物和液态废弃物一起进入混料单元，先进入棒磨机中混合磨料，然后进入煤浆罐中搅拌混合均匀，得到水煤浆，在棒磨机中粉碎时可以根据废弃物性质加入适量添加剂和水；制得的水煤浆在煤浆泵的作用下进入气化炉的燃烧室中进行气化燃烧，燃烧后的炉渣进入激冷室，激冷后得到玻璃态炉渣，玻璃态炉渣经锁斗冷却并粉碎后最终进入渣池收集并排放，浸出毒性满足排放标准；气化炉中产生的合成气经分离器进行气液分离后，得到的气体进入旋风除尘器进一步除去颗粒物，经旋风除尘器除尘后的气体进入洗涤塔，在洗涤液的作用下进一步净化除尘后，得到洁净的合成气，收集后可进行后续利用；洗涤塔中洗涤后的洗涤液部分作为激冷水进入气化炉的激冷室中，对液态熔渣进行激冷；分离器、旋风除尘器和洗涤塔中分离得到的灰水一部分可重新进入预处理单元回用，一部分进入污水处理厂处理后排放。

本实用新型充分利用多形态废弃物的理化特点，将多形态废弃物与原料煤混合后制成使用性能良好的水煤浆，最终废弃物可以随制得的水煤浆进入气化炉处理，将废弃物中的碳、氢元素变成CO和H₂等有用气体，同时将废弃物中有害物质分解或固化到玻璃态熔渣之中，实现了多形态废弃物的清洁化处置和资源化利用。

Claims (7)

1.一种多形态废弃物的气化协同处理系统，其特征是，包括依次连接的预处理单元、混料单元及气化处理单元；所述预处理单元包括相互独立运行的原料煤预处理单元（1）、固态废弃物预处理单元（2）、半固态废弃物破碎预处理单元（3）、半固态废弃物熔融预处理单元（4）以及液态废弃物预处理单元，所述原料煤预处理单元、固态废弃物预处理单元及半固态废弃物破碎预处理单元分别包括依次连接的储料仓（101）、破碎装置（102）和筛分装置（103），所述半固态废弃物熔融预处理单元包括依次连接的加热装置（401）、过滤装置（402）和熔融罐（403），所述液态废弃物预处理单元包括液态废弃物储槽（5）；所述混料单元包括相连接的磨机（6）和煤浆槽（7），所述磨机与预处理单元连接，所述煤浆槽与气化处理单元连接；所述气化处理单元包括与煤浆槽连接的气化炉（8）。

2.根据权利要求1所述的一种多形态废弃物的气化协同处理系统，其特征是，所述气化炉从上至下包括依次连通的燃烧室（801）、激冷室（802）和锁斗（803），所述燃烧室顶部设有与煤浆槽连接的进料口（804）。

3.根据权利要求2所述的一种多形态废弃物的气化协同处理系统，其特征是，所述气化炉的激冷室上方设有激冷水进口（805），激冷室下方设有合成气出口（806），所述气化处理单元还包括依次与气化炉连接的分离器（10）、旋风除尘器（11）和洗涤塔（9）；所述分离器上设有分离器进料口（1001）、位于分离器底部的分离器出水口（1002）以及位于分离器顶部的分离器出气口（1003）；所述旋风除尘器上设有旋风除尘器进料口（1101）、位于旋风除尘器底部的旋风除尘器出水口（1102）以及位于旋风除尘器顶部的旋风除尘器出气口（1103）；所述洗涤塔底部设有合成气进口（901）、灰水出口（902）和激冷水出口（905），洗涤塔顶部设有洗涤水进口（903）和清洁气出口（904）；所述气化炉激冷室上的合成气出口与分离器进料口连接，分离器出气口与旋风除尘器进料口连接，旋风除尘器出气口与洗涤塔上的合成气进口连接，洗涤塔上的激冷水出口与气化炉激冷室上的激冷水进口连接。

4.根据权利要求1所述的一种多形态废弃物的气化协同处理系统，其特征是，所述混料单元中还包括分别与磨机连接的添加剂储罐（12）和储水罐（13）。

5.根据权利要求1所述的一种多形态废弃物的气化协同处理系统，其特征是，所述煤浆槽内设有搅拌装置（14）。

6.根据权利要求1或4或5所述的一种多形态废弃物的气化协同处理系统，其特征是，所述混料单元中的磨机为棒磨机。

7.根据权利要求1所述的一种多形态废弃物的气化协同处理系统，其特征是，所述煤浆槽与气化炉之间的管路上设有煤浆泵（15）。

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