中小型生活垃圾分級快速熱解氣化制取燃?xì)庋b置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的中小型生活垃圾分級快速熱解氣化制取燃?xì)庋b置，由脫鐵粉碎機(jī)、提升管、循環(huán)流化床、氣體分布器、排灰管、進(jìn)氣管、進(jìn)料口、第一級氣固分離器、粗灰循環(huán)管、返料器、第二級氣固分離器、細(xì)灰循環(huán)管、氣流床、燃?xì)獬隹?、空氣換熱器等組成；循環(huán)流化床的前端依次設(shè)有脫鐵粉碎機(jī)和提升管，循環(huán)流化床底部設(shè)有氣體分布器和排灰管，距底部1000?2000mm的位置設(shè)有氣流床，距氣流床500?3000mm的位置設(shè)有油氣進(jìn)料口，頂部設(shè)有二級氣固分離器；第一級氣固分離器的粗顆?；已h(huán)管通入循環(huán)流化床底部，第二級氣固分離器的細(xì)顆?；已h(huán)管通過返料器與氣流床相連，氣體出口通過空氣換熱器與燃?xì)獬隹谙噙B。
【專利說明】
中小型生活垃圾分級快速熱解氣化制取燃?xì)庋b置
1.
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明提供中小型生活垃圾分級快速熱解氣化制取燃?xì)庋b置，屬于環(huán)境保護(hù)設(shè)備領(lǐng)域。
2.
【背景技術(shù)】
[0002]目前世界各國城市垃圾的處理方式主要有分類回收、填埋、堆肥和焚燒、裂解和氣化。填埋處理需占用大量土地。同時，垃圾中有害成份對大氣、土壤及水源也會造成嚴(yán)重污染，不僅破壞生態(tài)環(huán)境，還嚴(yán)重危害人體健康;堆肥處理對垃圾要進(jìn)行分揀、分類，要求垃圾的有機(jī)含量較高。而且堆肥處理不能減量化，仍需占用大量土地。
[0003]焚燒的實(shí)質(zhì)是將有機(jī)垃圾在高溫及供氧充足的條件下氧化成惰性氣態(tài)物和無機(jī)不可燃物，以形成穩(wěn)定的固態(tài)殘渣。首先將垃圾放在焚燒爐中進(jìn)行燃燒，釋放出熱能，然后余熱回收可供熱或發(fā)電。煙氣凈化后排出，少量剩余殘渣排出、填埋或作其它用途。其優(yōu)點(diǎn)是迅速的減容能力和徹底的高溫?zé)o害化，占地面積不大，且有熱能回收但由于氧氣的存在，垃圾中含氯有機(jī)物不可避免要產(chǎn)生難以分解的劇毒物二噁英，成為制約垃圾焚燒應(yīng)用的瓶頸。
[0004]生活垃圾裂解是近年來新開發(fā)的技術(shù)，對垃圾資源利用率高，無二噁英的生成，但油品成分復(fù)雜，利用難度大，且產(chǎn)生難以處理的酚水，另外以固定床技術(shù)為主難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn);生活垃圾氣化對垃圾資源利用率高，二噁英生成少，但氣體熱值低，需要除去焦油、利用難度大，目前以固定床技術(shù)為主難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。
[0005]本發(fā)明人的生活垃圾耦合流化床分級熱解氣化爐(CN201220525246)既解決了流化床氣化的飛灰難題，從源頭上消除了二噁英和異味，又合理利用了熱能，得到高含甲烷的燃?xì)?，同時燃?xì)庵胁缓褂?、不產(chǎn)生酚水，但由于套管式滾筒烘干機(jī)干燥效率較低，垃圾含水較高，影響垃圾的臨氫快速熱解的溫度和升溫速率，降低了燃?xì)獾臒嶂怠Ａ硗膺€存在著套管式滾筒烘干機(jī)干燥產(chǎn)生的水汽難以攜帶到流化床底部作為氣化劑，合成氣套管高溫低速動密封困難，滲瀝液量大處理困難等缺陷。
[0006]面對垃圾圍城現(xiàn)象，急需開發(fā)能夠消除二噁英、飛灰和異味的二次污染、又能合理利用滲瀝液和垃圾資源能量的清潔能源化垃圾處理技術(shù)和設(shè)備。
3.

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的就是為了克服現(xiàn)有垃圾熱解氣化技術(shù)存在的不足而提供中小型生活垃圾分級快速熱解氣化制取燃?xì)庋b置，既解決了流化床氣化的飛灰難題，從源頭上消除了二噁英和異味，又合理利用了合理利用滲瀝液和熱能，得到高含甲烷的燃?xì)?，同時燃?xì)庵胁缓褂?、不產(chǎn)生酚水。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0009]中小型生活垃圾分級快速熱解氣化制取燃?xì)庋b置，由脫鐵粉碎機(jī)、提升管、垃圾氣固分離器、固體進(jìn)料口、循環(huán)流化床、氣體分布器、排灰管、進(jìn)氣管、返料口、第一級氣固分離器、粗灰循環(huán)管、返料器、第二級氣固分離器、細(xì)灰循環(huán)管、氣流床、燃?xì)獬隹凇⒖諝鈸Q熱器等組成;循環(huán)流化床的前端依次設(shè)有脫鐵粉碎機(jī)和提升管，脫鐵粉碎機(jī)通過換熱空氣管線與提升管相連，提升管頂部設(shè)置垃圾氣固分離器;垃圾氣固分離器的氣體出口與循環(huán)流化床底部的氣體分布器相連，固體出口通過進(jìn)料器與循環(huán)流化床中部的固體進(jìn)料口相連;循環(huán)流化床底部設(shè)有氣體分布器和排灰管，距底部300-1000mm的位置設(shè)有返料口，距返料口向上300-3000mm的位置設(shè)有氣流床，距氣流床向上500-3000mm的位置設(shè)有固體進(jìn)料口，頂部設(shè)有二級氣固分離器;第一級氣固分離器的粗灰循環(huán)管通過返料器與循環(huán)流化床底部的返料口相連，第二級氣固分離器的細(xì)灰循環(huán)管通過返料器與氣流床相連，第二級氣固分離器氣體出口通過空氣換熱器與燃?xì)獬隹谙噙B接。
[0010]循環(huán)流化床是由下部的湍流流化床和上部的攜帶反應(yīng)器、以及攜帶反應(yīng)器下部Y型連通的氣流床組合而成，湍流流化床當(dāng)量直徑較大，攜帶反應(yīng)器當(dāng)量直徑較小，直徑比值為2?3:1;攜帶反應(yīng)器既可以是當(dāng)量直徑均一的直管反應(yīng)器，也可以是由直徑為不同當(dāng)量直徑倍數(shù)的大小直管通過大小頭管件連接而成，大小直管的直徑比值為1.2?2:1;氣流床當(dāng)量直徑僅為湍流流化床當(dāng)量直徑的1 % -50 %。
[0011]湍流流化床的反應(yīng)溫度為800-1200°C，氣流床的反應(yīng)溫度為1200-1600°C，攜帶反應(yīng)器的固體進(jìn)料口處的反應(yīng)溫度為700-1000°C，攜帶反應(yīng)器上部的反應(yīng)溫度為600-900°C，換熱料倉出口的反應(yīng)溫度為30-80°C。
[0012]本發(fā)明將實(shí)施例來詳細(xì)敘述本發(fā)明的特點(diǎn)。
4.
【附圖說明】
[0013]附圖圖1為本發(fā)明中小型生活垃圾分級快速熱解氣化制取燃?xì)庋b置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]附圖的圖面設(shè)明如下:
[0015]1、循環(huán)流化床2、氣體分布器3、進(jìn)氣管4、進(jìn)料器5、第一級氣固分離器6、返料器7、第二級氣固分離器8、氣流床9、燃?xì)獬隹凇?0、脫鐵粉碎機(jī)11、提升管12、湍流流化床13、攜帶床反應(yīng)器14、垃圾氣固分離器15.排灰管16、返料口 17、粗灰循環(huán)管18、細(xì)灰循環(huán)管19、空氣換熱器20、換熱空氣管線21、固體進(jìn)料口
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例來詳述本發(fā)明的工藝特點(diǎn)。
5.
【具體實(shí)施方式】
[0017]中小型生活垃圾分級快速熱解氣化制取燃?xì)庋b置由脫鐵粉碎機(jī)(10)、提升管
(11)、垃圾氣固分離器(14)、進(jìn)料器(4)、固體進(jìn)料口(21)、循環(huán)流化床(1)、氣體分布器(2)、排灰管(15)、進(jìn)氣管(3)、返料口(16)、第一級氣固分離器(5)、粗灰循環(huán)管(17)、返料器(6)、第二級氣固分離器(7)、細(xì)灰循環(huán)管(18)、氣流床(8)、燃?xì)獬隹?9)、空氣換熱器(19)、換熱空氣管線(23)等組成;循環(huán)流化床(I)的前端依次設(shè)有脫鐵粉碎機(jī)(10)和提升管(11)，脫鐵粉碎機(jī)(10)通過換熱空氣管線(23)與提升管(11)相連，提升管(11)頂部設(shè)置垃圾氣固分離器(14);垃圾氣固分離器(14)的氣體出口與循環(huán)流化床(I)底部的氣體分布器(2)相連，固體出口通過進(jìn)料器(4)與循環(huán)流化床(I)底部的固體進(jìn)料口(21)相連;循環(huán)流化床(I)底部設(shè)有氣體分布器(2)和排灰管(15)，距底部300-1000mm的位置設(shè)有返料口(16)，距返料口(16)向上300-3000mm的位置設(shè)有氣流床(8)，距氣流床(8)向上500-3000mm的位置設(shè)有固體進(jìn)料口(21)，頂部設(shè)有二級氣固分離器;第一級氣固分離器(I)的粗灰循環(huán)管(17)通過返料器(6)與循環(huán)流化床(I)底部的返料口(16)相連，第二級氣固分離器(7)的細(xì)灰循環(huán)管(18)通過返料器(6)與氣流床(8)相連，第二級氣固分離器(7)氣體出口通過空氣換熱器(19)與燃?xì)獬隹?9)相連接。
[0018]循環(huán)流化床(I)是由下部的湍流流化床(12)和上部的攜帶反應(yīng)器(13)、以及攜帶反應(yīng)器(13)下部Y型連通的氣流床(8)組合而成，湍流流化床(12)當(dāng)量直徑較大，攜帶反應(yīng)器(13)當(dāng)量直徑較小，直徑比值為2?3:1;攜帶反應(yīng)器(13)既可以是當(dāng)量直徑均一的直管反應(yīng)器，也可以是由直徑為不同當(dāng)量直徑倍數(shù)的大小直管通過大小頭管件連接而成，大小直管的直徑比值為1.2?2:1;氣流床(8)當(dāng)量直徑僅為湍流流化床(I 2)當(dāng)量直徑的1 % -50%。
[0019]湍流流化床(12)的反應(yīng)溫度為800-1200°C，氣流床(8)的反應(yīng)溫度為1200-16000C，攜帶反應(yīng)器(13)的固體進(jìn)料口處的反應(yīng)溫度為700-10000C，攜帶反應(yīng)器(I)上部的反應(yīng)溫度為600-900 °C，換熱料倉(25)出口的反應(yīng)溫度為30-80 °C。
[0020]具體運(yùn)行時，
[0021]將生活垃圾先通過脫鐵粉碎機(jī)(10)脫鐵粉碎，然后將O?6mm的垃圾顆粒利用燃?xì)鈸Q熱的空氣通過提升管(11)提升干燥，經(jīng)提升管頂部垃圾氣固分離器(14)分離，換熱后含有異味水蒸氣的空氣返回到循環(huán)流化床(I)底部作為氣化劑，熱垃圾顆粒通過進(jìn)料器(4)進(jìn)入循環(huán)流化床(I)中下部與氣化氣和循環(huán)灰混合，在800-1000°C下進(jìn)行臨氫裂解反應(yīng)，并向上提升，其中裂解焦油進(jìn)一步發(fā)生臨氫裂解產(chǎn)生甲烷;在循環(huán)流化床(I)頂部經(jīng)過氣固分離，第一級氣固分離器(5)分離的高溫大中顆粒含碳熱灰通過返料器(6)返回循環(huán)流化床
(I)底部，和換熱后含有異味水蒸氣的空氣發(fā)生在800?1100 0C下氣化反應(yīng)，生成的氣化氣與循環(huán)灰一起向上流動形成物料循環(huán);第二級氣固分離器(7)分離的高溫細(xì)半焦送到與循環(huán)流化床(I)中下部Y型連通的氣流床(8)，在水蒸氣和氧化劑的攜帶下切線進(jìn)入氣流床(8)在1200?1600°C下反應(yīng)，生成的高溫氣和液態(tài)灰渣同向旋流斜向下流出氣流床(8)，高溫氣向上升進(jìn)入循環(huán)流化床(I)中下部，為流化床焦油臨氫熱解提供熱量;液態(tài)灰渣向下流到循環(huán)流化床(I)的循環(huán)灰料層，換熱凝固為固體灰渣，隨循環(huán)流化床(I)的固體物料參與循環(huán)或排灰排出；第二級氣固分離器(7)分出的合成氣作為燃?xì)猱a(chǎn)品外供，既解決了流化床氣化的飛灰難題，從源頭上消除了二噁英、滲瀝液和異味，又得到高含甲烷的燃?xì)狻?br>[0022]普通流化床往往尺寸為下小上大結(jié)構(gòu)，上部大、氣速低，稍大一些顆粒難以循環(huán)，造成流化床中上部攜帶的熱量不足，不能滿足焦油裂解的熱量需求，難以消除焦油和酚水污染。由于在800?1100°C下，飛灰活性低，流化床內(nèi)反應(yīng)難以完全反應(yīng)，不得不外排，造成了生活垃圾流化床處理的飛灰污染。如果飛灰在1200?1600°C下的氣流床(8)中熔融氣化，就會使飛灰熔融固化消除污染，但液體排渣需要急冷、能量損失大且排灰過程復(fù)雜。另外下大上小結(jié)構(gòu)的循環(huán)流化床(I)，底部的湍流流化床(12)能夠延長半焦停留時間和增加內(nèi)回流，從而確保了熱載體和高溫粗半焦發(fā)生氣化時達(dá)到較高轉(zhuǎn)化效率;上部的攜帶床反應(yīng)器
(13)，減小了直徑、氣體流速加大，能夠提高熱載體的循環(huán)量和粒徑分布范圍，為垃圾臨氫熱解和焦油再裂解提供了充足的熱源，徹底消除焦油、避免酚水污染，提高甲烷含量和燃?xì)鉄嶂?；中下部Y型連通的氣流床(8)能夠?qū)w灰和細(xì)半焦在1200?1600°C下熔融氣化，使飛灰熔融固化消除污染同時充分利用氣流床的高溫?zé)崮堋＿@種特定結(jié)構(gòu)組合是最優(yōu)的組合，通過這種中小型生活垃圾分級快速熱解氣化制取燃?xì)庋b置能夠?qū)崿F(xiàn)既合理利用熱能和滲瀝液、消除氣化過程的焦油，解決了流化床氣化的飛灰難題，從源頭上消除了生活垃圾處理的二噁英，得到高含甲烷的燃?xì)猓瑫r燃?xì)庵胁缓褂?、不產(chǎn)生酚水;氧耗低、氣化效率高，氣化強(qiáng)度大，設(shè)備體積小，鋼材耗量低，固定投資大大降低，排灰過程簡單。
【主權(quán)項】
1.中小型生活垃圾分級快速熱解氣化制取燃?xì)庋b置，由脫鐵粉碎機(jī)、提升管、垃圾氣固分離器、固體進(jìn)料口、循環(huán)流化床、氣體分布器、排灰管、進(jìn)氣管、返料口、第一級氣固分離器、粗灰循環(huán)管、返料器、第二級氣固分離器、細(xì)灰循環(huán)管、氣流床、燃?xì)獬隹凇⒖諝鈸Q熱器等組成，其技術(shù)特征是循環(huán)流化床的前端依次設(shè)有脫鐵粉碎機(jī)和提升管，脫鐵粉碎機(jī)通過換熱空氣管線與提升管相連，提升管頂部設(shè)置垃圾氣固分離器;垃圾氣固分離器的氣體出口與循環(huán)流化床底部的氣體分布器相連，固體出口通過進(jìn)料器與循環(huán)流化床中部的固體進(jìn)料口相連;循環(huán)流化床底部設(shè)有氣體分布器和排灰管，距底部300-1000mm的位置設(shè)有返料口，距返料口向上300-3000mm的位置設(shè)有氣流床，距氣流床向上500-3000mm的位置設(shè)有固體進(jìn)料口，頂部設(shè)有二級氣固分離器;第一級氣固分離器的粗灰循環(huán)管通過返料器與循環(huán)流化床底部的返料口相連，第二級氣固分離器的細(xì)灰循環(huán)管通過返料器與氣流床相連，第二級氣固分離器氣體出口通過空氣換熱器與燃?xì)獬隹谙噙B接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中小型生活垃圾分級快速熱解氣化制取燃?xì)庋b置，其特征在于循環(huán)流化床是由下部的湍流流化床和上部的攜帶反應(yīng)器、以及攜帶反應(yīng)器下部Y型連通的氣流床組合而成，湍流流化床當(dāng)量直徑較大，攜帶反應(yīng)器當(dāng)量直徑較小，直徑比值為2?3:1;攜帶反應(yīng)器既可以是當(dāng)量直徑均一的直管反應(yīng)器，也可以是由直徑為不同當(dāng)量直徑倍數(shù)的大小直管通過大小頭管件連接而成，大小直管的直徑比值為1.2?2:1;氣流床當(dāng)量直徑僅為湍流流化床當(dāng)量直徑的10%?50%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中小型生活垃圾分級快速熱解氣化制取燃?xì)庋b置，其特征在于湍流流化床的反應(yīng)溫度為800-1200°C，氣流床的反應(yīng)溫度為1200-1600°C，攜帶反應(yīng)器的固體進(jìn)料口處的反應(yīng)溫度為700-1000°C，攜帶反應(yīng)器上部的反應(yīng)溫度為600-900 °C，換熱料倉出口的反應(yīng)溫度為30-80°C。
【文檔編號】C10J3/66GK105907428SQ201610280033
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月29日
【發(fā)明人】田原宇, 喬英云, 田斌, 郝俊輝, 張華偉
【申請人】田原宇