CN105885951A - 一种直接和间接加热结合的双床耦合热解气化*** - Google Patents

一种直接和间接加热结合的双床耦合热解气化*** Download PDF

Info

Publication number
CN105885951A
CN105885951A CN201610341937.4A CN201610341937A CN105885951A CN 105885951 A CN105885951 A CN 105885951A CN 201610341937 A CN201610341937 A CN 201610341937A CN 105885951 A CN105885951 A CN 105885951A
Authority
CN
China
Prior art keywords
oxidator
pyrolysis
gas
pyrolysis apparatus
riser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610341937.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105885951B (zh
Inventor
代建军
李晶
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing University of Chemical Technology
Original Assignee
Beijing University of Chemical Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing University of Chemical Technology filed Critical Beijing University of Chemical Technology
Priority to CN201610341937.4A priority Critical patent/CN105885951B/zh
Publication of CN105885951A publication Critical patent/CN105885951A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105885951B publication Critical patent/CN105885951B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/58Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels combined with pre-distillation of the fuel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B51/00Destructive distillation of solid carbonaceous materials by combined direct and indirect heating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72Other features
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72Other features
    • C10J3/723Controlling or regulating the gasification process
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72Other features
    • C10J3/725Redox processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2200/00Details of gasification apparatus
    • C10J2200/15Details of feeding means
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0916Biomass
    • C10J2300/0923Sludge, e.g. from water treatment plant
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/12Heating the gasifier
    • C10J2300/1223Heating the gasifier by burners
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/16Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1603Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with gas treatment
    • C10J2300/1606Combustion processes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)

Abstract

一种直接和间接加热结合的双床耦合热解气化***,属于热解气化技术领域。***包括氧化器***、热解器***、燃烧器、氧化器旋风分离器、氧化器排料旋风分离器、固体残渣收集器、固体废弃物进料***等。使用循环流化床氧化器、间接和直接加热结合的移动床热解器实现双床耦合热解气化;本发明通过氧化器和热解器结构型式的优化设计、床料循环流动***和气固混合水平的提高及进料***的改进,同时生产合成气和热解气,极大地提高了整体热解气化效率及热解气热值,合成气和热解气不含二恶英等污染物,从而有效地制备高品质的清洁热解气和合成气。

Description

一种直接和间接加热结合的双床耦合热解气化***
技术领域
本发明涉及一种流化床和移动床结合的热解气化装置,特别涉及一种直接和间接加热结合的双床耦合热解气化***,属于热解气化技术领域。
背景技术
随着我国经济不断发展以及人口不断增加,生活污水和工业废水的排放量日益增多,据统计,2014年我国城市污水日处理量为12896万立方米,污水处理率达到90.2%。2016年国家重点监控污染企业名单日前发布:废水排放企业2660家、污水处理厂3812家,其中北京污水处理厂国家重点监控企业57家。污泥作为废水处理不可避免的副产品,其产量巨大,一般来说为污水处理量的0.05%-2wt%(质量)。根据调研结果显示,我国污水处理厂所产生的污泥,有80%没有得到妥善处理,污泥随意堆放及所造成的污染与在污染问题已经凸现出来,并引起了社会的关注。2014年,我国全年共产生市政污泥(含水率80%)约3000万吨。我国在成为一个水处理大国的同时,也在成为一个污泥的制造大国,污泥处理刻不容缓。如何科学地处理产量巨大、成分复杂的污泥,已成为环境保护界广泛关注的课题之一。污泥热解气化技术符合污泥处理集中、节能、资源再利用的发展方向,而且反应速度快、设备结构紧凑、占地面积少,近年来发展迅速。
污泥种类很多,主要有市政污泥、河道污泥和各种工业污泥等。污泥根据其来源,有着非常大的差异,这些差异主要表现在其粘度、吸湿性、污染物含量和特性、含油率、含水率、有机质和无机物比例等多方面,同时我国有丰富的农林和垃圾等废弃物的资源,其研发、技术推广和普及有助于减少污染物排放和改善生态环境。热解气化技术是较直燃更清洁和高效的一种转化方式,在根本上抑制了二恶英等污染物的产生,是固体废弃物减量化、无害化、稳定化和资源化的重要技术手段,有广阔的应用前景。
发明内容
本发明的目的一是:开发一种直接和间接加热结合的双床耦合热解气化***以同时制备热解气和合成气,并提高热解气热值与整体热解气化效率;目的二是:对固体废弃物进行减量化、无害化、稳定化和资源化处理处置。
实现本发明目的的技术方案是:一种直接和间接加热结合的双床耦合热解气化***,该***包括固体废弃物进料***(1)、热解器***(2)、氧化器***(3)、氧化器旋风分离器、氧化器排料旋风分离器(14)、固体残渣收集器(16),固体废弃物进料***(1)、热解器***(2)、氧化器***(3)依次连通连接,氧化器旋风分离器包括氧化器一级旋风分离器(13)、氧化器二级旋风分离器(15);所述氧化器***(3)和热解器***(2)之间通过机械阀或非机械阀或循环回料螺杆输送器(10)连通连接,氧化器***的提升管(26)的输出端一部分和氧化器排料旋风分离器(14)的输入端连通连接,氧化器排料旋风分离器(14)和固体残渣收集器(16)通过下料管(19)和阀门连通连接,固体残渣收集器(16)通过机械阀或非机械阀和氧化器***(3)的提升管(26)连通连接,氧化器排料旋风分离器(14)的气体输出端与燃烧器(4)连接或与热解器***(2)连接;热解器***(2)和热解气冷却单元(5)连通连接;氧化器***的提升管(26)的输出端的另一部分依次与氧化器一级旋风分离器(13)、氧化器二级旋风分离器(15)连通连接,同时氧化器一级旋风分离器(13)、氧化器二级旋风分离器(15)分别与各自下面的下料管(17)和(18)连通连接,氧化器一级旋风分离器(13)和氧化器二级旋风分离器(15)各自的下料管(17)和(18)汇合后与热解器***(2)直接连接或通过机械阀/非机械阀连通连接;氧化器二级旋风分离器(15)输出端的气体与氧化器排料旋风分离器(14)输出端气体汇合后进入热解器***(2)或与热解气冷却单元(5)的气体共同进入燃烧器(4);热解气冷却单元(5)的气体进入燃烧器(4)或直接进入氧化器***(3)或和氧化器二级旋风分离器(15)与氧化器排料旋风分离器(14)输出端的气体共同进入燃烧器(4);燃烧器(4)的烟气一部分进入氧化器***,另一部分进入热解器***。热解器***(2)还采用外加热的形式。
热解气冷却单元(5)不可凝热解气由引风机(30)送入燃烧器(4)和空气混合燃烧,热解气冷却单元(5)不可凝热解气也可直接进入氧化器***(3);从二级旋风分离器(15)来的气体进入燃烧器(4)或进入热解器***(2),燃烧器(4)烟气和空气混合后进入氧化器***(3)的提升管(26)底部,同时空气单独从提升管(26)底部进入以调整提升管入口气体温度、提升管的反应温度并对热熔渣有冷却作用以利于其排出。本发明所述的一种直接和间接加热结合的双床耦合固体废弃物热解气化***,固体废弃物进料***(1)包括依次连接的固体废弃物输送机(29)、螺杆输送挤压装置(20)、滚轮输送挤压装置(21)、水平螺杆输送器(22),在水平螺杆输送器(22)对应位置还设有水平螺杆刮料机(23)、水平螺杆刮料机(23)的下面依次为水浆收集料斗(24)、水封槽(25);依次连接的螺杆输送挤压装置(20)、滚轮输送挤压装置(21)、水平螺杆输送器(22)将固体废弃物输送至热解器***(2)并实现有效料封,螺杆输送挤压装置(20)、滚轮输送挤压装置(21)的挤压功能也能对含水湿物料进行挤压脱水。
本发明所述的一种直接和间接加热结合的双床耦合固体废弃物热解气化***,热解器***(2)包括螺杆反应器(6)、热解固体产物收集料斗(7)、热烟气收集器(8)、螺杆空心轴加热管(9)、热烟气排气管(27);螺杆反应器(6)的外面为主体壳体;热解器***(2)的螺杆反应器(6)是空心轴,螺杆空心轴加热管(9)位于螺杆反应器(6)的空心轴内,从燃烧器(4)来的热烟气进入螺杆空心轴加热管(9);从螺杆反应器(6)空心轴出来的热烟气由热烟气收集器(8)收集,然后经热烟气排气管(27)进入固体废弃物进料***(1)对滚轮进行直接吹扫加热或间接加热;水平螺杆输送器(22)和螺杆反应器(6)连接,冷凝液和细碎颗粒物由水平螺杆刮料机(23)收集,由水浆收集料斗(24)排出,并在水封槽(25)汇集;水浆收集料斗(24)下面连接的管道在水封槽(25)的液面以下以实现液封效果和对从固体废弃物进料***(1)排出的气体进行水洗净化,热解固体产物收集料斗(7)位于螺杆反应器(6)的尾部下端,热解固体产物收集料斗(7)通过机械阀或非机械阀或循环回料螺杆输送器(10)与氧化器***的提升管(26)连接。
本发明所述的一种直接和间接加热结合的双床耦合固体废弃物热解气化***,氧化器***(3)为循环流化床氧化器,包括提升管(26)、提升管下部的进气***(11)、提升管底部的熔渣排出口。
热解器***(2)外面附加有外加热装置对热解器***(2)实施外加热的形式,如微波加热、电加热、电磁感应加热或保温层。在热解器***(2)主体壳体的外面附加微波设备、电加热装置、电磁感应加热装置或保温层。
本发明的另一目的是开发一种热解器的加热,即微波加热、电加热、电磁感应加热或保温层。及包含加热装置的热解器:在热解器***(2)的外面附加微波设备、电加热装置、电磁感应加热装置或保温层。
上述热解器的主体为螺杆反应器,包括单螺杆或多螺杆反应器。在单螺杆或多螺杆反应器的外面附加微波设备、电加热装置、电磁感应加热装置或保温层。
氧化器***(3)的提升管(26)、氧化器排料旋风分离器(14)、固体残渣收集器(16)和机械阀或非机械阀(12)形成一个颗粒闭路循环***,实现物料的循环流动以提高转化率,同时固体残渣收集器(16)底部设有一个阀门或旋转阀以将固体残渣排出。
本发明所述的一种直接和间接加热结合的双床耦合固体废弃物热解气化***,热解器***(2)的螺杆反应器(6)在微负压下操作,其压力由引风机(30)来控制,冷凝的热解液或生物油由热解气冷却单元(5)排出,也可做燃烧器(4)或氧化器***(3)的燃料。
本发明所述的一种直接和间接加热结合的双床耦合固体废弃物热解气化***,更优选的方案是:热解器***(2)的热解气和氧化器***(3)的合成气在燃烧器(4)内和空气混合燃烧;热解气和合成气也可在氧化器***(3)内部发生氧化或部分氧化反应;氧化器***(3)底部的进气***(11)通入空气和循环的合成气、热解气或者粉状燃料(如回收的生物炭或生物质粉末)混合燃烧,在氧化器***(3)底部的径向中间区域产生高温使灰分熔融,熔渣冷却后落下由氧化器***(3)底部排出,熔渣除去了固体废弃物中的重金属而且熔渣具有再利用价值;如燃烧发生在氧化器***(3)的提升管(26)里面,提升管(26)外面设有水蒸气发生器、下面设有熔渣排出口。
本发明所述的一种直接和间接加热结合的双床耦合固体废弃物热解气化***,更优选的方案是:进入氧化器***(3)的空气分两路,一路和热烟气混合后进入氧化器***(3)的提升管(26),另一路单独从提升管(26)底部进入以调整提升管(26)入口气体温度、提升管(26)的反应温度并对热熔渣有冷却作用以利于其排出。
本发明所述的一种直接和间接加热结合的双床耦合固体废弃物热解气化***,更优选的方案是:氧化器***(3)可采用气化器模式或燃烧器模式;热解器***(2)采用微波加热时,其螺杆采用强化石墨、金属或陶瓷材质,热解器***的主体壳体采用陶瓷或石英管材质;热解器***也可采用电加热、电磁感应加热或高效保温层。
本发明所述的一种直接和间接加热结合的双床耦合固体废弃物热解气化***,更优选的方案是:固体废弃物进料***(1)也可以采用闭锁料斗***,两个阀门交替开闭,保证反应***的密封并能实现连续进料;或采用旋转阀实现进料和料封。
本发明具有积极的效果:(1)热解气和合成气可以在同一装置两个反应器内同时生成,提高了热解气化效率。物料是在无氧或贫氧的环境下被热解和气化的,在稳定操作时不会像焚烧那样产生二噁英等有害物质,且不会造成二次污染;载热体/催化剂/载氧体/微波吸波剂、生物炭和灰分等的协同作用可以最大程度的减少焦油和污染物排放量并调整热解产品分布与其组成;(2)热解器***中的螺杆反应器采用螺杆移动床的结构设计,螺杆有搅拌和输送的双重功能,床层孔隙率比较均匀,固-固接触好,便于加入床料(如微波吸收剂、催化剂等),气-固接触也比较好,这些都有利于热解反应的进行;热解器加热可采用微波、电磁感应、电加热或高效保温层;通过调整输入功率、螺杆转速以及惰性气体种类和气速灵活地调整反应器温度和气固相停留时间,便于调节热解产品的分布和组成;(3)氧化器底部的进气***可通入空气和循环的合成气、热解气或者粉状燃料(如回收的生物炭或生物质粉末),在氧化器底部的径向中间区域燃烧产生高温使灰分熔融,熔渣冷却后落下由氧化器底部排出,熔渣除去了固体废弃物中的重金属而且熔渣具有再利用价值;燃烧器也可设置在氧化器的外面;(4)空气也可分两路进入氧化器***:一路和燃烧热烟气混合后进入提升管,另一路单独从提升管底部进入以调整提升管入口气体温度、提升管的反应温度并对热熔渣有冷却作用以利于其排出,氧化器的燃烧段外面可设有蒸汽发生器以利用其热量产生水蒸气,同时利于熔渣的冷却和排出。
本发明使用循环流化床氧化器、间接和直接加热结合的移动床热解器实现双床耦合热解气化;本发明通过氧化器和热解器结构型式的优化设计、床料循环流动***和气固混合水平的提高及进料***的改进,同时生产合成气和热解气,极大地提高了整体热解气化效率及热解气热值,产品气不含二恶英等污染物,从而有效地制备高品质的清洁热解气和合成气。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解,下面根据具体实施例并结合附图,对本发明作进一步详细的说明,其中
图1为本发明氧化器操作在气化器模式并和热解器耦合的一个***的结构示意图。
图2为本发明氧化器操作在燃烧器模式并和热解器耦合的一个***的结构示意图。
图3为本发明氧化器操作在气化器模式并和热解器耦合的一个***的结构示意图。
其中
1固体废弃物进料***、2热解器***、3氧化器***、4燃烧器、5热解气冷却单元、6螺杆反应器、7热解固体产物收集料斗、8热烟气收集器、9螺杆空心轴加热管、10循环回料螺杆输送器、11氧化器的进气***、12固体残渣收集器和氧化器之间的非机械阀、13氧化器一级旋风分离器、14氧化器排料旋风分离器、15氧化器二级旋风分离器、16固体残渣收集器、17氧化器一级旋风分离器下料管、18氧化器二级旋风分离器下料管、19氧化器排料旋风分离器的下料管、20螺杆输送挤压装置、21滚轮输送挤压装置、22水平螺杆输送器、23水平螺杆刮料机、24水浆收集料斗、25水封槽、26提升管、27热烟气排气管、28热烟气冷却单元、29固体废弃输送机、30引风机。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明,但本发明并不限于以下实施例。
实施例1
见图1,本***包括固体废弃物进料***1、热解器***2、氧化器***3、燃烧器4、氧化器旋风分离器、氧化器排料旋风分离器14、固体残渣收集器16,***生合成气和热解气,所述热解器***2和氧化器***3之间通过机械阀或非机械阀或循环回料螺杆输送器10连通连接,氧化器***3的输出端和氧化器旋风分离器的输入端通过管道连通连接,氧化器***的提升管26的输出端和氧化器排料旋风分离器14的输入端通过管道连通连接,氧化器排料旋风分离器14和固体残渣收集器16通过下料管19和阀门连通连接,固体残渣收集器16通过机械阀或非机械阀12和氧化器***3的提升管26连通连接,热解器***2通过热解固体产物收集料斗7和管道连接连通循环回料螺杆输送器10,循环回料螺杆输送器10将返回物料送入氧化器***3的提升管26并通过螺杆的输送挤压和吹送气吹扫实现料封和气封。热解器***2和热解气冷却单元5连通连接,引风机30将不可凝热解气送入燃烧器4和空气混合燃烧,从氧化器***3来的合成气也进入燃烧器4,燃烧器烟气和空气混合后进入氧化器***的提升管26底部,另一路空气单独从提升管26底部进入氧化器***3以调整提升管入口气体温度、提升管的反应温度并对热熔渣有冷却作用以利于其排出。
固体废弃物进料***1包括固体废弃输送机29、螺杆输送挤压装置20、滚轮输送挤压装置21、水平螺杆输送器22、水平螺杆刮料机23、水浆收集料斗24、水封槽25;固体废弃物进料***1和热解器***2连通连接,螺杆输送挤压装置20、滚轮输送挤压装置21、水平螺杆输送器22将固体废弃物输送至热解器***2并实现有效料封,螺杆输送挤压装置20、滚轮输送挤压装置21的挤压功能也能对含水湿物料进行挤压脱水。
热解器***2包括双螺杆反应器6、热解气冷却单元5、热解固体产物收集料斗7、热烟气收集器8、螺杆空心轴加热管9、热烟气排气管27;热解器***2的螺杆反应器6是空心轴,螺杆空心轴加热管9深入到螺杆空心轴里面,螺杆空心轴加热管9里面是从燃烧器4来的热烟气;从螺杆反应器6空心轴出来的热烟气由热烟气收集器8收集,经热烟气排气管27进入固体废弃物进料***1对滚轮进行直接吹扫加热或间接加热;冷凝液和细碎颗粒物由水平螺杆刮料机23收集,由水浆收集料斗24排出,并在水封槽25汇集;水浆收集料斗24下面连接的管道在水封槽25的液面以下以实现液封效果和对从固体废弃物进料***排出的气体进行水洗净化。
循环流化床氧化器包括提升管26、下部的进气***11、底部的熔渣排出口;氧化器旋风分离器包括相连接的氧化器一级旋风分离器13、氧化器二级旋风分离器15和氧化器排料旋风分离器14。氧化器一级旋风分离器13连接提升管的顶部,其底部通过下料管17和非机械阀或机械阀连接热解器,氧化器二级旋风分离器15的底部下料管18连接氧化器一级旋风分离器的下料管17,氧化器排料旋风分离器14气固分离的气体和从氧化器二级旋风分离器15分离出的气体汇合到一起后进入燃烧器。
循环流化床氧化器***的提升管26、氧化器排料旋风分离器14、固体残渣收集器16和机械阀或非机械阀12形成一个颗粒闭路循环***,实现物料的循环流动以提高转化率,同时固体残渣收集器16底部设有一个阀门或旋转阀以将固体残渣排出;氧化器***3的提升管26、氧化器一级旋风分离器13、氧化器二级旋风分离器15、热解器***2的螺杆反应器6、热解固体产物收集料斗7、循环回料螺杆输送器10形成一个热解器和氧化器之间的颗粒流动循环***从而将提升管26里面的热床料从氧化器输送到需要热量的热解器达到一个质量和能量的平衡;热解器和氧化器之间的密封通过非机械阀、机械阀或循环回料螺杆输送器10以及吹送气的气封来实现。
热解器***2下游设有引风机30,热解器***的螺杆反应器6在微负压下操作,其压力由引风机30来控制,热解气冷却产生的热解液或生物油由热解气冷却单元5收集排出。氧化器***3采用气化器模式;热解器***可采用微波加热、电加热、电磁感应加热或高效保温层。采用市政或河道污泥作为原料,污泥减量化大于80v%,热解气热值大于10MJ/kg。
实施例2
见图2,本实施例与实施例1的区别之处为:燃烧器设在氧化器内部,氧化器操作在燃烧器模式,产品气不是实施例1中的合成气,而是烟气,热烟气的能量回收和热解器的直接与间接加热***同实施例1;循环流化床氧化器***3底部的进气***11通入空气和上游循环来的热解气或者粉状燃料(如回收的生物炭或生物质粉末)发生混合燃烧,在氧化器***3提升管26底部的径向中间区域产生高温使灰分熔融,熔渣冷却后落下由氧化器底部排出,熔渣除去了固体废弃物中的重金属而且熔渣具有再利用价值;提升管26外面设有水蒸气发生器、下面设有熔渣排出口;另一路空气单独从提升管26底部进入氧化器以调整提升管入口气体温度、提升管的反应温度并对热熔渣有冷却作用以利于其排出;热解气冷却单元5产生的热解液或生物油作为燃料进入氧化器***3进行燃烧;燃烧器也可设在提升管26底部的外部,燃烧器4和提升管26底部通过管道连接,且通入提升管26足够的空气量使氧化器里面的残碳充分燃烧,即氧化器操作在燃烧器模式。
实施例3
见图3,本实施例与实施例1的区别之处为:热解器***2的双螺杆热解反应器和热解气冷却单元5连通连接,引风机30将不可凝热解气送入燃烧器4和空气混合燃烧,从氧化器***3来的合成气也进入燃烧器4,燃烧器热烟气经过冷却到300-400℃后,由引风机30输送和空气混合后进入氧化器***的提升管26底部;热烟气冷却产生的水蒸气可通入热解器、氧化器或用于其它用途。
实施例4
本实施例与实施例1的区别之处为:进料***采用闭锁料斗***,两个阀门交替开闭,保证反应***的密封并能实现连续进料;或采用旋转阀***和吹扫气来实现进料与料封和气封效果;其他***组成与实施例1相同。
实施例5
本实施例与实施例1的区别之处为:热解器采用单螺杆反应器,热解器采用电磁感应加热和保温,热解器的壳体和螺杆是金属的,其中热解器壳体是铁质金属或碳钢;其他***组成与实施例1相同。
实施例6
本实施例与实施例1的区别之处为:热解器采用单螺杆反应器,热解器采用微波加热和保温,热解器的壳体是石英或陶瓷的,螺杆是加强石墨或金属的;其他***组成与实施例1相同。
实施例7
本实施例与实施例1的区别之处为:热解器采用双螺杆反应器,热解器外面采用电加热和保温,热解器的壳体和螺杆是金属的;其他***组成与实施例1相同。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种直接和间接加热结合的双床耦合热解气化***,其特征在于,该***包括固体废弃物进料***(1)、热解器***(2)、氧化器***(3)、氧化器旋风分离器、氧化器排料旋风分离器(14)、固体残渣收集器(16),固体废弃物进料***(1)、热解器***(2)、氧化器***(3)依次连通连接,氧化器旋风分离器包括氧化器一级旋风分离器(13)、氧化器二级旋风分离器(15);所述氧化器***(3)和热解器***(2)之间通过机械阀或非机械阀或循环回料螺杆输送器(10)连通连接,氧化器***的提升管(26)的输出端一部分和氧化器排料旋风分离器(14)的输入端连通连接,氧化器排料旋风分离器(14)和固体残渣收集器(16)通过下料管(19)和阀门连通连接,固体残渣收集器(16)通过机械阀或非机械阀(12)和氧化器***的提升管(26)连通连接,热解器***(2)和热解气冷却单元(5)连通连接;氧化器***的提升管(26)的输出端的另一部分依次与氧化器一级旋风分离器(13)、氧化器二级旋风分离器(15)连通连接,同时氧化器一级旋风分离器(13)、氧化器二级旋风分离器(15)分别与各自下面的下料管连通连接,氧化器一级旋风分离器(13)和氧化器二级旋风分离器(15)各自的下料管汇合后与热解器***(2)直接连接或通过机械阀/非机械阀连通连接;;氧化器二级旋风分离器(15)输出端的气体与氧化器排料旋风分离器(14)输出端气体汇合后进入热解器***(2)或与热解气冷却单元(5)的气体共同进入燃烧器(4);热解气冷却单元(5)的气体进入燃烧器(4)或直接进入氧化器***(3)或和氧化器二级旋风分离器(15)与氧化器排料旋风分离器(14)输出端的气体共同进入燃烧器(4);燃烧器(4)的烟气一部分进入氧化器***,另一部分进入热解器***;热解器***(2)还采用外加热的形式。
2.按照权利要求1所述的一种直接和间接加热结合的双床耦合热解气化***,其特征在于,热解气冷却单元(5)不可凝热解气由引风机(30)送入燃烧器(4)和空气混合燃烧,热解气冷却单元(5)不可凝热解气或直接进入氧化器***(3);从二级旋风分离器(15)来的气体进入燃烧器(4)或进入热解器***(2),燃烧器烟气和空气混合后进入氧化器***(3)的提升管(26)底部,同时空气单独从提升管(26)底部进入以调整提升管入口气体温度、提升管的反应温度并对热熔渣有冷却作用以利于其排出。
3.按照权利要求2所述的一种直接和间接加热结合的双床耦合热解气化***,其特征在于,热解器***下游设有引风机(30),热解器***(2)的螺杆反应器(6)在微负压下操作,其压力由引风机(30)来控制,热解气冷却产生的热解液或生物油由热解气冷却单元(5)排出。
4.按照权利要求1所述的一种直接和间接加热结合的双床耦合热解气化***,其特征在于,固体废弃物进料***(1)包括依次连接的固体废弃物输送机(29)、螺杆输送挤压装置(20)、滚轮输送挤压装置(21)、水平螺杆输送器(22),在水平螺杆输送器(22)对应位置还设有水平螺杆刮料机(23),水平螺杆刮料机(23)的下面依次为水浆收集料斗(24)、水封槽(25);依次连接的螺杆输送挤压装置(20)、滚轮输送挤压装置(21)、水平螺杆输送器(22)将固体废弃物输送至热解器***(2)并实现有效料封。
5.按照权利要求1所述的一种直接和间接加热结合的双床耦合热解气化***,其特征在于,热解器***(2)包括螺杆反应器(6)、热解固体产物收集料斗(7)、热烟气收集器(8)、螺杆空心轴加热管(9)、热烟气排气管(27);螺杆反应器(6)的外面为其主体壳体;热解器***的螺杆反应器(6)是空心轴,螺杆空心轴加热管(9)位于螺杆反应器(6)的空心轴内,从燃烧器(4)来的热烟气进入螺杆空心轴加热管(9);从螺杆反应器空心轴出来的热烟气由热烟气收集器(8)收集,然后经热烟气排气管(27)进入固体废弃物进料***(1)对滚轮进行直接吹扫加热或间接加热,热解固体产物收集料斗(7)位于螺杆反应器(6)的尾部下端,热解固体产物收集料斗(7)通过机械阀或非机械阀或循环回料螺杆输送器(10)与氧化器***的提升管(26)连接;在热解器***(2)主体壳体的外面附加微波设备、电加热装置、电磁感应加热装置或保温层。
6.按照权利要求1所述的一种直接和间接加热结合的双床耦合热解气化***,其特征在于,氧化器***(3)为循环流化床氧化器,包括提升管(26)、提升管下部的进气***(11)、提升管底部的熔渣排出口。
7.按照权利要求1所述的一种直接和间接加热结合的双床耦合热解气化***,其特征在于,氧化器一级旋风分离器(13)连接提升管(26)的顶部,氧化器一级旋风分离器(13)底部下料管(17)和热解器***(2)直接连接或非机械阀连接或机械阀连接,氧化器二级旋风分离器(15)的底部下料管(18)连接氧化器一级旋风分离器(13)的下料管(17)。
8.按照权利要求1所述的一种直接和间接加热结合的双床耦合热解气化***,其特征在于,氧化器排料旋风分离器(14)的气体输出端与燃烧器(4)连接或与热解器***(2)连接。
9.一种对热解器进行加热的应用,其特征在于,即对热解器采用微波加热、电加热、电磁感应加热或保温层;在热解器的外面附加微波设备、电加热装置、电磁感应加热装置或保温层。
10.按照权利要求9所述的一种对热解器进行加热的应用,其特征在于,热解器的主体为螺杆反应器,包括单螺杆或多螺杆反应器。
CN201610341937.4A 2016-05-20 2016-05-20 一种直接和间接加热结合的双床耦合热解气化*** Active CN105885951B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610341937.4A CN105885951B (zh) 2016-05-20 2016-05-20 一种直接和间接加热结合的双床耦合热解气化***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610341937.4A CN105885951B (zh) 2016-05-20 2016-05-20 一种直接和间接加热结合的双床耦合热解气化***

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105885951A true CN105885951A (zh) 2016-08-24
CN105885951B CN105885951B (zh) 2018-10-23

Family

ID=56717365

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610341937.4A Active CN105885951B (zh) 2016-05-20 2016-05-20 一种直接和间接加热结合的双床耦合热解气化***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105885951B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109852431A (zh) * 2019-03-06 2019-06-07 中聚信海洋工程装备有限公司 一种循环流化双床热煤气站及其制气工艺
CN109959011A (zh) * 2019-03-26 2019-07-02 王暐 一种气化物料加热的方法和装置
CN114127234A (zh) * 2019-04-30 2022-03-01 韩国能源技术研究院 废弃物的热解油生产***

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101020833A (zh) * 2007-02-15 2007-08-22 东北电力大学 生物质电磁感应热解液化反应器
US20100242351A1 (en) * 2009-03-27 2010-09-30 Terra Green Energy, Llc System and method for preparation of solid biomass by torrefaction
CN105018123A (zh) * 2014-04-30 2015-11-04 代建军 一种提高生物质受热均匀性和热效率的烘焙方法和***
CN105419877A (zh) * 2015-12-21 2016-03-23 代建军 基于流化床和移动床的固体废弃物两段热解气化***
CN205740916U (zh) * 2016-05-20 2016-11-30 北京化工大学 一种直接和间接加热结合的双床耦合热解气化***

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101020833A (zh) * 2007-02-15 2007-08-22 东北电力大学 生物质电磁感应热解液化反应器
US20100242351A1 (en) * 2009-03-27 2010-09-30 Terra Green Energy, Llc System and method for preparation of solid biomass by torrefaction
CN105018123A (zh) * 2014-04-30 2015-11-04 代建军 一种提高生物质受热均匀性和热效率的烘焙方法和***
CN105419877A (zh) * 2015-12-21 2016-03-23 代建军 基于流化床和移动床的固体废弃物两段热解气化***
CN205740916U (zh) * 2016-05-20 2016-11-30 北京化工大学 一种直接和间接加热结合的双床耦合热解气化***

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109852431A (zh) * 2019-03-06 2019-06-07 中聚信海洋工程装备有限公司 一种循环流化双床热煤气站及其制气工艺
CN109852431B (zh) * 2019-03-06 2020-11-06 中聚信海洋工程装备有限公司 一种循环流化双床热煤气站及其制气工艺
CN109959011A (zh) * 2019-03-26 2019-07-02 王暐 一种气化物料加热的方法和装置
CN114127234A (zh) * 2019-04-30 2022-03-01 韩国能源技术研究院 废弃物的热解油生产***

Also Published As

Publication number Publication date
CN105885951B (zh) 2018-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102703131B (zh) 一种用于宽粒径分布燃料的两段气化方法及其气化装置
CN105419877B (zh) 基于流化床和移动床的固体废弃物两段热解气化***
CN103952165B (zh) 一种基于多层回转窑的小颗粒物料干馏方法
CN100340637C (zh) 移动式生物质液化***
CN105602586A (zh) 用于城市污泥烟气干化中温热解炭化的***
CN105885950B (zh) 一种固体废弃物三床联用热解气化和焦油裂解一体化***
CN104804775A (zh) 生活垃圾热解气化生产可燃气的方法和***
CN109852429B (zh) 一种煤燃烧耦合垃圾水蒸气气化的制氢***及方法
CN205740916U (zh) 一种直接和间接加热结合的双床耦合热解气化***
CN105885951A (zh) 一种直接和间接加热结合的双床耦合热解气化***
CN105820845B (zh) 大型生活垃圾分级快速热解气化制取燃气工艺
CN113698964B (zh) 一种器流床和生物质反应炉
CN103215081B (zh) 一种生物质致密成型颗粒高效炭气化综合热解设备
CN105327930A (zh) 利用生活垃圾发电的***及其发电方法
CN205295250U (zh) 基于流化床和移动床的固体废弃物两段热解气化***
CN205740917U (zh) 一种固体废弃物三床联用热解气化和焦油裂解一体化***
CN205165331U (zh) 利用生活垃圾发电的***
CN202912917U (zh) 生活垃圾耦合流化床分级热解气化炉
CN105907427B (zh) 大型生活垃圾分级快速热解气化制取燃气装置
CN205295251U (zh) 固体废弃物两段热解气化***
CN106987280A (zh) 一种流化床垃圾热解的***及方法
CN104774650B (zh) 具有焦油降解功能的u型固定床气化-催化反应装置
CN110499193A (zh) 一种城乡废弃物专用氢气、甲烷、一氧化碳、燃气多联产两段气化装置
CN207016714U (zh) 一种生物质裂解半碳化***
CN206089598U (zh) 多进料口和多密封联用的内外加热流化床热解气化***

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant